JP2004052691A - Internal combustion engine with heat storage device - Google Patents
Internal combustion engine with heat storage device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004052691A JP2004052691A JP2002212552A JP2002212552A JP2004052691A JP 2004052691 A JP2004052691 A JP 2004052691A JP 2002212552 A JP2002212552 A JP 2002212552A JP 2002212552 A JP2002212552 A JP 2002212552A JP 2004052691 A JP2004052691 A JP 2004052691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heat storage
- heat
- tank
- heat medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 title claims abstract description 197
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 122
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 26
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 23
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 abstract description 190
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 343
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 95
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 24
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、冷却水などの熱媒体を保温状態で貯蔵可能な蓄熱装置を備えた内燃機関において、蓄熱装置の保温性能を低下させることなく、蓄熱装置に貯蔵されている熱媒体の温度を正確に検出することができる技術を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、蓄熱タンク外に配置された熱媒体温度検出手段が検出する熱媒体温度に従って、蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度を推定する蓄熱装置を備えた内燃機関において、蓄熱タンク内の熱媒体の温度に作用する温度要素を考慮して推定温度を補正することにより、蓄熱タンクが如何なる温度環境下にある場合であっても蓄熱タンク内の熱媒体温度を正確に求めることを特徴としている。
【選択図】 図10The present invention relates to an internal combustion engine provided with a heat storage device capable of storing a heat medium such as cooling water in a heat-retaining state, without reducing the heat-retention performance of the heat storage device without reducing the heat-retention performance of the heat storage device. It is an object to provide a technology capable of accurately detecting a temperature.
An internal combustion engine includes a heat storage device that estimates a temperature of a heat medium stored in a heat storage tank according to a heat medium temperature detected by a heat medium temperature detection unit disposed outside the heat storage tank. By correcting the estimated temperature in consideration of the temperature element acting on the temperature of the heat medium in the heat storage tank, the temperature of the heat medium in the heat storage tank can be accurately determined regardless of the temperature environment of the heat storage tank. It is characterized by seeking.
[Selection] Fig. 10
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに搭載される内燃機関に関し、特に蓄熱装置を備えた内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、内燃機関の温度が低い状態(冷間状態)にあるときに、内燃機関を速やかに昇温させることにより、始動性の向上、未燃燃料成分の排出量低減(排気エミッションの向上)、燃料消費率の向上などを目的として、蓄熱装置を備えた内燃機関の開発が進められている。
【0003】
蓄熱装置は、水冷式内燃機関の運転時に高温となった冷却水(温水)を保温状態で貯蔵する蓄熱タンクを具備し、内燃機関が冷間状態にあるときに蓄熱タンク内の温水を内燃機関へ供給することにより、内燃機関を速やかに昇温させようとするものである。
【0004】
このような蓄熱装置では、蓄熱タンクの保温性能が故障しているか否かの判定、蓄熱タンクへ温水を回収すべきか否かの判定、或いは、蓄熱タンクから内燃機関へ温水を供給可能であるか否かの判定などを行う上で、蓄熱タンク内の冷却水温度を正確に検出することも重要である。
【0005】
このような要求に対し、特開平11−182307号公報には、蓄熱タンク内の冷却水温度を直接検出する温度センサを蓄熱タンクに取り付ける方法、或いは、内燃機関の運転停止時における内燃機関内の水温と内燃機関の運転停止時からの経過時間とをパラメータとして蓄熱タンク内の水温を推定する方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の技術において、蓄熱タンクに水温センサを取り付けて蓄熱タンク内の水温を直接検出する方法では、蓄熱タンク内の水温を正確に検出することが可能となるものの、蓄熱タンク内の熱が水温センサを伝って外部へ漏出し易く、蓄熱タンクの保温性能が低下する虞がある。
【0007】
また、内燃機関の運転停止時における内燃機関内の水温と内燃機関の運転停止時からの経過時間とをパラメータとして蓄熱タンク内の水温を推定する方法では、蓄熱タンクに対する温水の回収が行われたか否か、蓄熱タンクが置かれた環境(例えば、車両における蓄熱タンクの搭載位置や外気温度)等が考慮されていないため、推定精度が低くなる場合がある。
【0008】
本発明は、上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、冷却水などの熱媒体を保温状態で貯蔵可能な蓄熱装置を備えた内燃機関において、蓄熱装置の保温性能を低下させることなく、蓄熱装置に貯蔵されている熱媒体の温度を正確に検出することができる技術を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
内燃機関を経由して熱媒体が循環する熱媒体循環路と、
前記熱媒体循環路を循環する熱媒体の一部を保温状態で貯蔵する蓄熱タンクと、
前記熱媒体循環路に設けられ熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出手段と、
前記蓄熱タンクへ熱媒体が貯蔵される時に前記熱媒体温度検出手段が検出した熱媒体温度に基づいて前記蓄熱タンク内の熱媒体温度を推定する推定手段と、
前記蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度に作用する特定の温度要素に従って前記推定手段が推定した熱媒体温度を補正する補正手段と、
を備えるようにした。
【0010】
この発明は、蓄熱タンク外に配置された熱媒体温度検出手段が検出する熱媒体温度に従って、蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度を推定する蓄熱装置を備えた内燃機関において、推定された熱媒体温度を、蓄熱タンク内の熱媒体の温度に作用する温度要素に従って補正することを最大の特徴としている。
【0011】
かかる蓄熱装置を備えた内燃機関では、熱媒体温度検出手段は、蓄熱タンクに熱媒体が貯蔵される際の熱媒体温度、つまり蓄熱タンクに貯蔵される熱媒体の温度を検出する。
【0012】
推定手段は、熱媒体温度検出手段が検出した熱媒体温度に基づいて蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度を推定する。
【0013】
ところで、蓄熱タンクの保温性能、言い換えれば蓄熱タンクに貯蔵されている熱媒体の温度は、蓄熱タンクが置かれた環境の影響を少なからず受けるため、蓄熱タンク内の熱媒体の温度を正確に推定するためには蓄熱タンクが置かれた環境を考慮する必要がある。
【0014】
例えば、蓄熱タンクが低温下に置かれている場合は蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度が低下し易く、逆に蓄熱タンクが高温下に置かれている場合は蓄熱タンクに貯蔵されている熱媒体の温度が低下し難くなる。
【0015】
そこで、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度に作用する温度要素に基づいて、推定手段が推定した熱媒体温度を補正する補正手段を備えるようにした。
【0016】
このように蓄熱タンクに貯蔵されている熱媒体の温度に作用する特定の温度要素を考慮して蓄熱タンク内の熱媒体温度が推定されれば、蓄熱タンクが如何なる環境下に置かれた場合であっても蓄熱タンク内の熱媒体温度が正確に推定され易くなる。
【0017】
尚、蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度に影響を及ぼす特定の温度要素としては、外気温度を例示することができる。但し、車両のエンジンルーム、車両の室内、車両のトランクルーム、或いは遮熱性を有した専用のボックス等のように、外気温度の影響を直接受け難い場所に蓄熱タンクが配置されている場合には、蓄熱タンク周囲の温度を用いることもできる。
【0018】
また、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関では、蓄熱タンクに対する熱媒体の貯蔵処理が中断された場合に、貯蔵処理の開始から中断までの期間に蓄熱装置へ流入した熱媒体の量を演算する熱媒体流入量演算手段を更に備え、補正手段は、蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度に作用する特定の温度要素と、熱媒体流入量演算手段により演算された熱媒体流入量とに従って、推定手段が推定した熱媒体温度を補正するようにしてもよい。
【0019】
これは、蓄熱タンクに対する熱媒体の貯蔵処理が中断された場合は、貯蔵処理の開始から中断までの期間に蓄熱タンクへ貯蔵された熱媒体の量に応じて蓄熱タンク内の熱媒体温度が変化するからである。
【0020】
本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関において、推定手段は、蓄熱タンクへ熱媒体が貯蔵される時に熱媒体温度検出手段が検出した熱媒体温度に加え、蓄熱タンクに対する熱媒体の貯蔵処理が完了した時点からの経過時間をパラメータとして蓄熱タンク内の熱媒体温度を推定するようにしてもよい。
【0021】
本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関において、熱媒体としては、冷却水や潤滑オイルなどを例示することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。
【0023】
<実施の形態1>
先ず、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の第1の実施の形態について図1〜図10に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用する水冷式内燃機関の冷却水循環系の概略構成を示す図である。
【0024】
図1に示す内燃機関1は、車両に搭載される水冷式内燃機関であって、シリンダヘッド1aとシリンダブロック1bとを備えている。シリンダヘッド1aとシリンダブロック1bの各々には、冷却水を流通させるためのヘッド側冷却水路2aとブロック側冷却水路2bが設けられ、それらヘッド側冷却水路2aとブロック側冷却水路2bが相互に連通している。
【0025】
ヘッド側冷却水路2aには、第1冷却水路4が接続されている。第1冷却水路4は、ラジエター5の冷却水流入口に接続されている。
【0026】
ラジエター5は、前記冷却水流入口から流入した冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器であり、熱交換後の冷却水を冷却水流出口から排出するよう構成されている。
【0027】
ラジエター5の冷却水流出口は、第2冷却水路6に接続されている。第2冷却水路6は、サーモスタットバルブ7に接続されている。サーモスタットバルブ7には、前記した第2冷却水路6に加え、第3冷却水路8とバイパス水路9が接続されている。
【0028】
サーモスタットバルブ7は、該サーモスタットバルブ7を流通する冷却水の温度が所定の開弁温度:T1未満であるときは第2冷却水路6を遮断して第3冷却水路8とバイパス水路9とを導通させ、該サーモスタットバルブ7を流通する冷却水の温度が前記開弁温度:T1以上となったときはバイパス水路9を遮断して第2冷却水路6と第3冷却水路8とを導通させるよう構成されている。
【0029】
尚、上記した開弁温度:T1は、内燃機関1が暖機完了状態にあるときの冷却水温度に相当する温度であり、例えば、75℃〜90℃程度に設定される温度である。
【0030】
前記した第3冷却水路8は、内燃機関1に取り付けられた機械式ウォーターポンプ10の冷却水吸込口に接続されている。
【0031】
機械式ウォーターポンプ10は、内燃機関1の出力軸(クランクシャフト)の回転トルクを駆動源して冷却水の流れを発生させるポンプであり、前記冷却水吸込口から吸い込んだ冷却水を冷却水吐出口から吐出するよう構成されている。機械式ウォーターポンプ10の冷却水吐出口は、ブロック側冷却水路2bに接続されている。
【0032】
前記したバイパス水路9は、第1冷却水通路4、ラジエター5、及び第2冷却水通路6を迂回する通路であり、ヘッド側冷却水路2aと接続されている。
【0033】
次に、前記した第1冷却水通路4の途中には、ヒータホース11が接続されている。このヒータホース11は、前記した第3冷却水通路8の途中に接続されている。
【0034】
前記ヒータホース11の途中には、室内暖房用空気と冷却水との間で熱交換を行うヒータコア12が設けられている。
【0035】
前記ヒータコア12と前記第3冷却水通路8との間に位置するヒータホース11の途中には、第1バイパス通路13aが接続されている。第1バイパス通路13aは、電動ウォーターポンプ14の冷却水吸込口に接続されている。
【0036】
前記電動ウォーターポンプ14は、バッテリ25から出力される電力を駆動源として冷却水の流れを発生させるポンプであり、前記冷却水吸込口から吸い込んだ冷却水を冷却水吐出口から吐出するよう構成されている。
【0037】
前記電動ウォーターポンプ14の冷却水吐出口には、第2バイパス通路13bが接続されている。第2バイパス通路13bは、蓄熱タンク15の冷却水入口15aに接続されている。
【0038】
前記蓄熱タンク15は、冷却水を蓄熱状態で貯蔵する容器であり、前記冷却水入口15aから冷却水が流入した場合に、それと入れ代わりに該蓄熱タンク15内に元々貯蔵されていた冷却水を冷却水出口15bから排出するよう構成されている。
【0039】
前記蓄熱タンク15の冷却水出口15bには、第3バイパス通路13cが接続されている。前記第3バイパス通路13cは、前記第1冷却水通路4と前記ヒータコア12との間に位置するヒータホース11の途中に接続されている。
【0040】
尚、以下では第1冷却水通路4とヒータコア12との間に位置するヒータホース11において、前記第3バイパス通路13cとの接続部位を基準にして第1冷却水通路4側の部位を第1ヒータホース11aと称し、ヒータコア12側の部位を第2ヒータホース11bと称する。ヒータコア12と第3冷却水通路8との間に位置するヒータホース11において、第1バイパス通路13aとの接続部位を基準にしてヒータコア12側の部位を第3ヒータホース11cと称し、第3冷却水通路8側の部位を第4ヒータホース11dと称するものとする。
【0041】
次に、前記した第1ヒータホース11aと第2ヒータホース11bと第3バイパス通路13cとの接続部位には、流路切換弁16が設けられている。流路切換弁16は、電動モータ等によって駆動され、第1ヒータホース11aと第2ヒータホース11bと第3バイパス通路13cとの何れか一を遮断するよう構成されている。
【0042】
前記第3バイパス通路13cにおいて蓄熱タンク15の冷却水出口15bの近傍には、蓄熱タンク15から排出される冷却水の温度(以下、タンク出口水温と称する)に対応した電気信号を出力するタンク出口水温センサ17が設けられている。このタンク出口水温センサ17は、本発明に係る熱媒体温度検出手段に相当する。
【0043】
前記第1冷却水通路4においてヘッド側冷却水路2aとの接続部位の近傍には、該第1冷却水通路4を流通する冷却水の温度(以下、機関側水温と称する)に対応した電気信号を出力する機関側水温センサ18が設けられている。
【0044】
このように構成された内燃機関1の冷却水循環系には、該冷却水循環系における冷却水の流れを制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)20が併設されている。このECU20は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどから構成される算術論理演算回路であり、バッテリ25の電力を駆動源として作動するよう構成されている。
【0045】
尚、ECU20は、内燃機関1の運転状態を制御するためのECUと独立して設けられるようにしてもよく、或いは、内燃機関1を制御するためのECUと兼用されるようにしてもよい。
【0046】
前記ECU20には、前述したタンク出口水温センサ17及び機関側水温センサ18に加え、内燃機関1を搭載した車両の室内に設けられたイグニッションスイッチ21とスタータスイッチ22とヒータスイッチ23が接続されるとともに、内燃機関1を搭載した車両に設けられた乗降用ドア(好ましくは、運転座席の乗降用ドア)の開扉を検出するドアスイッチ24、内燃機関1を搭載した車両に取り付けられた外気温度センサ26が接続されている。
【0047】
また、前記ECU20には、電動ウォーターポンプ14と流路切換弁16とが電気的に接続され、ECU20が電動ウォーターポンプ14及び流路切換弁16を制御することが可能となっている。
【0048】
例えば、内燃機関1が運転状態にあるときは、機械式ウォーターポンプ10がクランクシャフトの回転トルクを受けて作動する。これに対し、ECU25は、第1ヒータホース11aを遮断すべく流路切換弁16を制御し、電動ウォーターポンプ14の作動を停止させるべくバッテリ25から電動ウォーターポンプ14に対する駆動電力の供給を遮断する。
【0049】
この場合、電動ウォーターポンプ14が作動せずに機械式ウォーターポンプ10のみが作動することになり、その際の冷却水の温度がサーモスタットバルブ7の開弁温度:T1未満であれば該サーモスタットバルブ7が第2冷却水路6を遮断し且つ第3冷却水路8とバイパス水路9を導通させることになる。
【0050】
従って、内燃機関1が運転状態にあり、且つ冷却水の温度がサーモスタットバルブ7の開弁温度:T1未満であるときは、図2に示すように、機械式ウォーターポンプ10→ブロック側冷却水路2b→ヘッド側冷却水路2a→バイパス水路9→サーモスタットバルブ7→第3冷却水路8→機械式ウォーターポンプ10の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【0051】
図2に示すような循環回路が成立した場合は、内燃機関1から流出した比較的低温の冷却水がラジエター5を迂回して流れることになるため、冷却水がラジエター5によって不要に冷却されないことになる。この結果、内燃機関1の暖機が妨げられないことになる。
【0052】
その後、内燃機関1の暖機が進行して冷却水の温度がサーモスタットバルブ7の開弁温度:T1以上になると、サーモスタットバルブ7が第2冷却水路6を開放すると同時にバイパス水路9を遮断するため、第2冷却水路6と第3冷却水路8とが導通する。
【0053】
この場合、図3に示されるように、機械式ウォーターポンプ10→ブロック側冷却水路2b→ヘッド側冷却水路2a→第1冷却水通路4→ラジエター5→第2冷却水通路6→サーモスタットバルブ7→第3冷却水通路8→機械式ウォーターポンプ10の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【0054】
図3に示されるような循環回路が成立すると、内燃機関1が発生する熱を吸収した比較的高温な冷却水がラジエター5を流通することになるため、冷却水の熱がラジエター5において大気中へ放出され、それにより冷却水の吸熱能力が再生されるとともに冷却水の温度が低下する。ラジエター5において吸熱能力が再生された冷却水は、内燃機関1のヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bへ再流入して内燃機関1が発生する熱を好適に吸収する。この結果、内燃機関1の過熱が防止される。
【0055】
また、内燃機関1が暖機完了後の通常運転状態にあるときにヒータスイッチ23がオフからオンへ切り換えられると、ECU20は、電動ウォーターポンプ14を停止させるべくバッテリ25から電動ウォーターポンプ14への電力供給を遮断するとともに、第3バイパス通路13cを遮断すべく流路切換弁16を制御する。
【0056】
この場合、電動ウォーターポンプ14が作動せずに機械式ウォーターポンプ10のみが作動し、サーモスタットバルブ7がバイパス通路9を遮断し且つ第2冷却水通路6と第3冷却水通路8を導通させ、さらに流路切換弁16が第1ヒータホース11aと第2ヒータホース11bを導通させるため、図4に示されるように、前述した図3の説明で述べたような循環回路が成立すると同時に、機械式ウォーターポンプ10→ブロック側冷却水路2b→ヘッド側冷却水路2a→第1冷却水通路4→第1ヒータホース11a→流路切換弁16→第2ヒータホース11b→ヒータコア12→第3ヒータホース11c→第4ヒータホース11d→第3冷却水通路8→機械式ウォーターポンプ10の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【0057】
図4に示されるような循環回路が成立すると、内燃機関1が発生する熱を吸収した高温な冷却水が第1冷却水通路4→第1ヒータホース11a→流路切換弁16→第2ヒータホース11bを介してヒータコア12へ流入するため、ヒータコア12において冷却水の熱が室内暖房用空気へ伝達される。この結果、室内暖房用空気が暖められ、以て車両の室内の温度を上昇させることが可能となる。
【0058】
また、内燃機関1が冷間状態で始動される場合は、図示しない吸気ポート周辺や燃焼室周辺の温度が低いため、燃料噴射弁から噴射された燃料が霧化(あるいは気化)し難く、吸気ポートの壁面や燃焼室の壁面へ付着し易くなるため、燃焼室内に可燃性の高い混合気を形成し難くなり、その結果、始動性の悪化や、始動時及び始動後における未燃燃料成分の排出量増加(排気エミッションの悪化)などが誘発される可能性がある。
【0059】
これに対し、ECU20は、スタータスイッチ22がオフからオンへ切り換えられる前に内燃機関1の始動に関連した特定のタイミング要素が検出されると、始動に先駆けて内燃機関1を暖める予熱処理を実行する。
【0060】
内燃機関1の始動と関連する特定のタイミング要素としては、例えば、(1)内燃機関1を搭載する車両の乗降用ドア(運転席の乗降用ドア)が開扉された時、(2)内燃機関1を搭載する車両の運転座席への着座がなされた時、(3)内燃機関1を搭載する車両の運転座席に設けられたシートベルトが着用された時、(4)内燃機関1を搭載する車両に設けられた制動装置の作動操作がなされた時、(5)内燃機関1と変速機との間に介在するクラッチ機構の作動操作がなされた時、(6)内燃機関1を搭載する車両の乗降用ドア(少なくとも運転席の乗降用ドア)の施錠が解除された時、(7)内燃機関1を搭載する車両に取り付けられた盗難防止装置の作動が解除された時、(8)内燃機関1を搭載する車両に設けられたキーシリンダにイグニッションキーが挿入された時などを例示することができる。
【0061】
上記したような特定のタイミング要素が検出されると、ECU20は、予熱処理実行条件が成立しているか否かを判別する。予熱処理実行条件としては、機関側水温センサ18の出力信号値(機関側水温)が所定温度(例えば、内燃機関1が暖機完了状態にあるときの冷却水温度)未満である、蓄熱タンク15内の冷却水温度(以下、タンク内水温と称する)が機関側水温より高い、タンク内水温と機関側水温との差が所定値以上である((タンク内水温−機関側水温)>所定値)などの条件を例示することができる。
【0062】
ECU20は、上記したような予熱処理実行条件が成立している場合には、以下に示すような予熱処理を実行する。
【0063】
すなわち、ECU20は、電動ウォーターポンプ14を作動させるべくバッテリ25から電動ウォーターポンプ14へ駆動電力を供給させるとともに、第2ヒータホース11bを遮断すべく流路切換弁16を制御する。
【0064】
この場合、機械式ウォーターポンプ10が作動せずに電動ウォーターポンプ14のみが作動するとともに、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとが導通するため、図5に示されるように、電動ウォーターポンプ14→第2バイパス通路13b→蓄熱タンク15→第3バイパス通路13c→流路切換弁16→第1ヒータホース11a→第1冷却水路4→ヘッド側冷却水路2a→ブロック側冷却水路2b→機械式ウォーターポンプ10→第3冷却水路8→第4ヒータホース11d→第1バイパス通路13a→電動ウォーターポンプ14の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。
【0065】
図5に示されるような循環回路が成立すると、電動ウォーターポンプ14から吐出された冷却水が第2バイパス通路13bを介して蓄熱タンク15へ流入する。蓄熱タンク15へ冷却水が流入すると、それと入れ代わりに蓄熱タンク15内に元々貯蔵されていた高温な温水(以下、蓄熱温水と称する)が該蓄熱タンク15の冷却水出口15bから流出する。
【0066】
蓄熱タンク15の冷却水出口15bから流出した蓄熱温水は、第3バイパス通路13c→流路切換弁16→第1ヒータホース11a→第1冷却水路4を経てヘッド側冷却水路2aへ流入し、次いでヘッド側冷却水路2aからブロック側冷却水路2bへ流入する。
【0067】
蓄熱温水がヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bへ流入すると、ヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bに元々滞留していた低温の冷却水がヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bから流出する。
【0068】
このようにしてヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2b内に元々滞留していた低温な冷却水が蓄熱温水と入れ代わると、蓄熱温水の熱がヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bの壁面を介して内燃機関1へ伝達され、内燃機関1が好適に昇温する。
【0069】
この結果、内燃機関1の燃焼室周りの温度が高められるため、燃料の霧化が促進されるとともに壁面付着燃料量が減少し、始動性の向上と未燃燃料成分の排出量減少が図られる。
【0070】
また、特定のタイミング要素が検出された際の機関側水温が所定温度以上である場合は、ECU20は、内燃機関1の温度が始動性の悪化、排気エミッションの悪化、燃料消費率の悪化などの不具合を生じない程度に高いと判定して、上記したような予熱処理の実行を見合わせる。
【0071】
ここで、ECU20が上記したような予熱処理を効果的に行うためには、予熱処理が行われる際に蓄熱タンク15内に高温な冷却水が貯蔵されている必要がある。
【0072】
これに対し、ECU20は、内燃機関1が運転状態にあるときに温水回収処理実行条件が成立すると、ヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bを循環する高温な冷却水を蓄熱タンク15に回収すべく温水回収処理を実行する。
【0073】
前記した温水回収処理実行条件としては、例えば、機関側水温がタンク内水温より高い、機関側水温とタンク内水温との差が所定値以上である、等の条件を例示することができる。
【0074】
ECU20は、上記したような温水回収処理実行条件が成立している場合には、以下に示すような温水回収処理を実行する。
【0075】
すなわち、ECU20は、電動ウォーターポンプ14の作動を停止させるべくバッテリ25から電動ウォーターポンプ14に対する駆動電力の供給を遮断するとともに、第2ヒータホース11bを遮断すべく流路切換弁16を制御する。
【0076】
この場合、電動ウォーターポンプ14が作動せずに機械式ウォーターポンプ10のみが作動するとともに、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとが導通するため、図6に示されるように、機械式ウォーターポンプ10→ブロック側冷却水路2b→ヘッド側冷却水路2a→第1冷却水路4→第1ヒータホース11a→流路切換弁16→第3バイパス通路13c→蓄熱タンク15→第2バイパス通路13b→電動ウォーターポンプ14→第1バイパス通路13a→第4ヒータホース11d→第3冷却水路8→機械式ウォーターポンプ10の順に冷却水が流れる循環回路が成立する。この循環回路は、本発明に係る熱媒体循環路に相当する。
【0077】
図6に示すような循環回路が成立した場合には、ヘッド側冷却水路2a及びブロック側冷却水路2bにおいて内燃機関1の熱を吸収した高温な冷却水が第1冷却水路4→第1ヒータホース11a→流路切換弁16→第3バイパス通路13cを経て蓄熱タンク15へ流入することになる。
【0078】
このようにして内燃機関1の熱を吸収した高温な冷却水が蓄熱タンク15へ流入すると、それと入れ代わりに蓄熱タンク15内に元々滞留していた低温な冷却水が蓄熱タンク15から流出する。
【0079】
その後、蓄熱タンク15内の全ての冷却水が内燃機関1からの高温な冷却水に入れ代わると、ECU20は、第1ヒータホース11a又は第3バイパス通路13cを遮断すべく流路切換弁16を制御して温水回収処理の実行を終了する。
【0080】
尚、蓄熱タンク15内の全ての冷却水が内燃機関1からの高温な冷却水に入れ代わったか否かを判別する方法としては、(1)機械式ウォーターポンプ10が単位時間当たりに吐出する冷却水の流量と蓄熱タンク15の容量とをパラメータとして蓄熱タンク15内の冷却水の全てが入れ代わるまでに要する時間(以下、温水回収所要時間と称する)を演算し、温水回収処理の実行開始時からの経過時間が前記した温水回収所要時間以上となったか否かを判別する方法、或いは、(2)第2バイパス通路13bに水温センサを取り付け、その水温センサの出力信号値がタンク出口水温センサ17の出力信号値と略同値となった時点で蓄熱タンク15内の全ての冷却水が内燃機関1からの高温な冷却水に入れ代わったと判定する方法、等を例示することができる。
【0081】
また、温水回収処理の実行方法としては、機械式ウォーターポンプ10が単位時間当たりに吐出する冷却水量に対して電動ウォーターポンプ14が単位時間当たりに吐出する冷却水量が多くなるように電動ウォーターポンプ14を作動させることにより冷却水の流れを逆転させ、以て前述した図5の説明で述べたような循環回路を成立させる方法であってもよく、或いは、内燃機関1の運転停止直後に前述した図5に示すような循環回路を成立させる方法であってもよい。
【0082】
ところで、ECU20が前述した予熱処理や温水回収処理を効果的に実行するためには、予熱処理実行条件又は温水回収処理実行条件が成立しているか否かを正確に判別する必要があり、予熱処理実行条件又は温水回収処理実行条件が成立しているか否かを正確に判別するためには、タンク内水温を正確に検出する必要がある。
【0083】
タンク内水温を検出する方法としては、蓄熱タンク15に水温センサを取り付け、蓄熱タンク15内の冷却水温度を直接検出する方法が考えられる。しかしながら、蓄熱タンク15に水温センサが取り付けられると、蓄熱タンク15内に蓄えられた熱が水温センサを経て外部へ漏出してしまい、蓄熱タンク15の保温性能が低下する虞がある。
【0084】
これに対し、温水回収処理時に蓄熱タンク15へ流入する冷却水の温度(タンク出口水温センサ17の出力信号)と温水回収処理の実行終了時から現時点までの経過時間(以下、タンク放置時間と称する)とをパラメータとしてタンク内水温を推定する方法が考えられる。
【0085】
これは、蓄熱タンク15の保温機能によりタンク内水温の低下速度が低くなるものの、温水回収処理の実行終了時からの経過時間が長くなるにつれてタンク内水温が徐々に低下することになるという知見に基づくものである。
【0086】
但し、上記した推定方法は、温水回収処理実行終了時から現時点までの期間において蓄熱タンク15が常温下(例えば、25℃程度)に置かれた場合を想定しているため、蓄熱タンク15が常温より高い温度環境下或いは常温より低い温度環境下に置かれた場合にはタンク内水温の推定精度が低下する可能性がある。
【0087】
例えば、図7に示すように、外気温度が常温より高い温度環境下ではタンク放置時間に対するタンク内水温の低下速度が常温時より低くなる一方、外気温度が常温より低い温度環境下ではタンク放置時間に対するタンク内水温の低下速度が常温時より高くなる。このため、常温より高い温度環境下若しくは常温より低い温度環境下で蓄熱タンク15が放置された場合は、実際のタンク内水温と推定値との誤差が大きくなる。
【0088】
そこで、本実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関では、ECU20は、温水回収処理時に蓄熱タンク15へ流入する冷却水の温度(以下、温水回収時水温と称する)とタンク放置時間とをパラメータとして現時点におけるタンク内水温を推定するとともに、外気温度に応じてタンク内水温の推定値を補正するようにした。
【0089】
具体的には、ECU20は、温水回収処理を実行している時にタンク出口水温センサ17の出力信号値を読み込み、その出力信号値を温水回収時水温としてバックアップRAMに記憶させる。ECU20は、温水回収処理の実行を終了した時点で、該ECU20に予め内蔵されているソークタイマを起動させる。ソークタイマはタンク放置時間を計測するタイマであり、内燃機関1の運転停止後もバッテリ25の電力を駆動源として作動可能に構成されている。
【0090】
続いて、ECU20は、予熱処理実行条件若しくは温水回収処理実行条件の成否を判別する際に、ソークタイマの計測時間(タンク放置時間)を読み込み、バックアップRAMに記憶されている温水回収時水温を読み出し、更に外気温度センサ26の出力信号値(外気温度)を読み込む。
【0091】
ECU20は、前記したタンク放置時間と温水回収時水温とをパラメータとして基準タンク内水温を推定する。基準タンク内水温は、温水回収処理実行終了時から現時点までの期間において蓄熱タンク15が常温下に放置された場合のタンク内水温に相当する温度である。
【0092】
その際、温水回収時水温とタンク放置時間と基準タンク内水温との関係を予め実験的に求めておくとともに、それらの関係をマップ化してECU20のROMに記憶しておくとよい。以下では、温水回収時水温とタンク放置時間と基準タンク内水温との関係を示すマップを基準タンク内水温制御マップと称するものとする。
【0093】
ECU20は、前記した外気温度に対応した補正係数(以下、外気温補正係数と称する)を演算する。外気温補正係数は、例えば、図8に示すように、外気温度が常温であるときに“1.0”となるよう設定され、且つ、外気温度が高くなるほど大きな値になるとともに外気温度が低くなるほど小さな値となるよう設定される。
【0094】
これは、タンク内水温の低下速度は、前述した図7の説明で述べたように、外気温度が常温より高い温度環境下では常温時より低くなり、且つ、外気温度が常温より低い温度環境下では常温時より高くなるからである。
【0095】
尚、図8に示すような外気温度と外気温補正係数との関係は、予めマップ化してROMに記憶させておくとよい。
【0096】
ECU20は、基準タンク内水温と外気温補正係数とを乗算して、現時点におけるタンク内水温を推定する。
【0097】
このように蓄熱タンク15が置かれた温度環境(この場合は外気温度)を考慮してタンク内水温を推定することにより、蓄熱タンク15が常温以外の温度環境下で放置された場合であってもタンク内水温を精度良く推定することが可能となる。
【0098】
この結果、ECU20は、正確なタンク内水温に基づいて予熱処理実行条件や温水回収条件が成立しているか否かを判別することが可能となる。
【0099】
以下、本実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の作用について図9及び図10に沿って説明する。ここでは、予熱処理実行条件の成否を判別すべくタンク内水温を推定する例について述べる。
【0100】
図9は、第1のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図であり、図10は、第2のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図である。
これら第1及び第2のタンク内水温推定制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンである。
【0101】
前記した第1のタンク内水温推定制御ルーチンは、温水回収処理の実行開始をトリガにしてECU20が実行するルーチンである。この第1のタンク内水温推定制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS901において、温水回収処理が実行中であるか否かを判別する。
【0102】
前記S901において温水回収処理が実行中ではないと判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
【0103】
一方、前記S901において温水回収処理が実行中であると判定された場合は、ECU20は、S902へ進み、タンク出口水温センサ17の出力信号値を読み込む。
【0104】
S903では、ECU20は、前記S902で読み込まれたタンク出口水温センサ17の出力信号値を、温水回収時水温:TempとしてバックアップRAMに記憶させる。
【0105】
S904では、ECU20は、温水回収処理の実行が終了したか否かを判別する。
【0106】
前記S904において温水回収処理の実行が終了していないと判定された場合は、ECU20は、温水回収処理の実行が終了するまで当該S904の処理を繰り返し実行する。
【0107】
前記S904において温水回収処理の実行が終了したと判定された場合は、ECU20は、S905においてソークタイマを起動させた後、本ルーチンの実行を終了する。
【0108】
次に、前記した第2のタンク内水温推定制御ルーチンは、内燃機関1の始動と関連する特定のタイミング要素が発生したことをトリガにしてECU20が実行するルーチンである。ここでは、内燃機関1の始動と関連する特定のタイミング要素として、内燃機関1を搭載する車両の乗降用ドアが開扉された時、すなわち、ドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられた時を例に挙げて説明する。
【0109】
第2のタンク内水温推定制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS1001において、ドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられたか否かを判別する。
【0110】
前記S1001においてドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられていないと判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
【0111】
一方、前記S1001においてドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられたと判定された場合は、ECU20は、S1002へ進み、ソークタイマの計測時間、すなわちタンク放置時間:Timeを読み込む。
【0112】
S1003では、ECU20は、前述した第1のタンク内水温推定制御ルーチンにおいてバックアップRAMに記憶された温水回収時水温:Tempを読み出す。
【0113】
S1004では、前記したタンク放置時間:Timeと温水回収時水温:Tempとをパラメータとして基準タンク内水温:Tunkbaseを求める。
【0114】
S1005では、ECU20は、外気温度センサ26の出力信号値(外気温度):Airtempを読み込む。
【0115】
S1006では、ECU20は、前記S1005で読み込まれた外気温度:Airtempをパラメータとして前述した図8の説明で述べたようなマップへアクセスし、外気温度:Airtempに対応した外気温補正係数:Cを演算する。
【0116】
S1007では、ECU20は、前記S1004で求められた基準タンク内水温:Tunkbaseと前記S1006で算出された外気温補正係数:Cとを乗算して、タンク内水温(=Tunkbase*C)を算出する。
【0117】
この場合のタンク内水温は、蓄熱タンク15に回収された冷却水の温度と蓄熱タンク15の放置時間とに加え、蓄熱タンク15が置かれた温度環境も反映した温度となる。この結果、蓄熱タンク15が如何なる温度環境下に置かれた場合であっても、正確なタンク内水温を推定することができる。
【0118】
このように予熱処理実行条件の成否が判別される際に、正確なタンク内水温を求めることが可能になると、予熱処理実行条件の成否を正確に判別することが可能となり、以て効率的な予熱処理を実現することが可能となる。
【0119】
尚、本実施の形態では、予熱処理実行条件や温水回収処理実行条件の成否を判別する時のタンク内水温を推定する方法について述べたが、蓄熱タンク15の保温性能が正常であるか否かを判別する時なども本実施の形態と同様の推定方法により、正確なタンク内水温を推定することが可能となる。
【0120】
<実施の形態2>
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の第2の実施の形態について図11〜図16に基づいて説明する。ここでは前述した第1の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【0121】
前述した第1の実施の形態と本実施の形態との差異は、前述した第1の実施の形態では外気温を考慮してタンク内水温を推定するのに対し、本実施の形態では蓄熱タンク15周囲の温度を考慮してタンク内水温を推定する点にある。
【0122】
蓄熱タンク15が車両のエンジンルーム、車両の室内、車両のトランクルーム、或いは遮熱性を有する専用のボックス等に配置されると、蓄熱タンク15の保温性能が外気温度の影響を直接受け難くなる場合がある。
【0123】
特に、エンジンルーム内は内燃機関1やトランスミッション等から放出される熱が籠もり易いため、エンジンルーム内の温度が外気温度に比して大幅に高くなり易い。
【0124】
ここで、エンジンルーム内の温度と外気温度との関係を図11に示す。
【0125】
内燃機関1が運転状態にあるときは、内燃機関1やトランスミッション等が継続して発熱するため、エンジンルーム内の温度は、大気温度に比して大幅に高い温度を維持する。
【0126】
内燃機関1の運転が停止された後においても、内燃機関1の運転時にシリンダヘッド1a、シリンダブロック1b、トランスミッションケース等に吸収された熱がエンジンルーム内に放出されるため、それらシリンダヘッド1a、シリンダブロック1b、トランスミッションケース等の温度が外気温度と同等の温度に低下するまでの期間(以下、放熱期間と称する):tでは、エンジンルーム内の温度が外気温度より高くなる。
【0127】
内燃機関1の運転停止時から放熱期間:tが経過した後は、エンジンルーム内の温度は外気温度と同等の温度となる。
【0128】
従って、蓄熱タンク15がエンジンルーム内に配置された場合は、蓄熱タンク15が外気温度より高い温度環境下に置かれることになるため、タンク内水温を正確に推定する上ではエンジンルーム内の温度を考慮する必要がある。
【0129】
そこで、本実施の形態におけるタンク内水温推定制御では、ECU20は、内燃機関1の運転停止時におけるエンジンルーム内の温度と、予熱処理実行条件若しくは温水回収処理実行条件の成否を判別する際のエンジンルーム内の温度とに基づいて基準タンク内水温を補正するようにした。
【0130】
尚、前述した第1の実施の形態におけるタンク内水温推定制御では、基準タンク内水温を求める際のタンク放置時間として温水回収処理実行終了時から現時点までの経過時間を用いたが、本実施の形態におけるタンク内水温推定制御では、内燃機関1の運転が停止された時点から現時点までの経過時間をタンク放置時間として用いるものとする。
【0131】
これは、前述した図11の説明で述べたように、蓄熱タンク15がエンジンルーム内に配置されると、温水回収処理実行終了時から内燃機関1の運転が停止されるまでの期間内は蓄熱タンク15が高温下に置かれるため、タンク内水温が殆ど低下しないことになるからである。
【0132】
以下、本実施の形態におけるタンク内水温推定制御について図12〜図14に沿って説明する。
【0133】
図12は第1のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図であり、図13は第2のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図であり、図14は第3のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図である。これら第1〜第3のタンク内推水温推定制御ルーチンは、予めECU20のROMに記憶されているルーチンである。
【0134】
前記した第1のタンク内水温推定制御ルーチンは、温水回収処理の実行開始をトリガにしてECU20が実行するルーチンである。この第1のタンク内水温推定制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS1201において、温水回収処理が実行中であるか否かを判別する。
【0135】
前記S1201において温水回収処理が実行中ではないと判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
【0136】
一方、前記S1201において温水回収処理が実行中であると判定された場合は、ECU20は、S1202へ進み、タンク出口水温センサ17の出力信号値を読み込む。
【0137】
S1203では、ECU20は、前記S1202において読み込まれたタンク出口水温センサ17の出力信号値を、温水回収時水温:TempとしてバックアップRAMに記憶させ、本ルーチンの実行を終了する。
【0138】
また、前記した第2のタンク内水温推定制御ルーチンは、内燃機関1の運転が停止される際にECU20が実行するルーチンである。この第2のタンク内水温推定制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS1301において、内燃機関1の運転が停止されたか否かを判別する。
【0139】
前記S1301において内燃機関1の運転が停止されていないと判定された場合には、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
【0140】
一方、前記S1301において内燃機関1の運転が停止されたと判定された場合には、ECU20は、S1302へ進み、エンジンルーム内の温度を検出する。
【0141】
エンジンルーム内の温度を検出する方法としては、エンジンルーム内に温度センサを設ける方法を例示することができるが、内燃機関1が予め吸気温度センサを備えている場合には吸気温度センサを用いてエンジンルーム内の温度を検出するようにしてもよい。
【0142】
S1303では、前記S1302で検出されたエンジンルーム内温度を第1のタンク周囲温度:Temp1としてバックアップRAMに記憶させる。
【0143】
続いて、ECU20は、S1304においてソークタイマを起動させ、本ルーチンの実行を終了する。
【0144】
また、前記した第3のタンク内水温推定制御ルーチンは、内燃機関1の始動と関連する特定のタイミング要素、すなわち、ドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられたことをトリガにしてECU20が実行するルーチンである。この第3のタンク内水温推定制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS1401において、ドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられたか否かを判別する。
【0145】
前記S1401においてドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられていないと判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
【0146】
一方、前記S1401においてドアスイッチ24がオフからオンへ切り換えられたと判定された場合は、ECU20は、S1402へ進み、ソークタイマの計測時間、すなわちタンク放置時間:Timeを読み込む。
【0147】
S1403では、ECU20は、前述した第1のタンク内水温推定制御ルーチンにおいてバックアップRAMに記憶された温水回収時水温:Tempを読み出す。
【0148】
S1404では、前記したタンク放置時間:Timeと温水回収時水温:Tempとをパラメータとして基準タンク内水温:Tunkbaseを算出する。
【0149】
S1405では、ECU20は、現時点におけるエンジンルーム内の温度を検出する。
【0150】
S1406では、ECU20は、前記S1405で検出されたエンジンルーム内温度を第2のタンク周囲温度:Temp2としてバックアップRAMに記憶させる。
【0151】
S1407では、ECU20は、第1のタンク周囲温度:Temp1と第2のタンク周囲温度:Temp2とをバックアップRAMから読み出す。
【0152】
S1408では、前記第1及び第2のタンク周囲温度:Temp1、Temp2とに基づいて、内燃機関1の運転停止時から現時点までの期間において蓄熱タンク15が置かれた温度(以下、放置時タンク周囲温度と称する):Temp3を推定する。
【0153】
放置時タンク周囲温度:Temp3の推定方法としては、第1のタンク周囲温度:Temp1と第2のタンク周囲温度:Temp2との平均値(=(Temp1+Temp2)/2)を放置時タンク周囲温度とする方法を例示することができる。
【0154】
尚、内燃機関1の運転停止後におけるエンジンルーム内温度は、前述した図11の説明で述べたように、内燃機関1の運転停止後の放熱期間:t内では第1のタンク周囲温度:Temp1から徐々に低下していき、放熱期間:tが経過した時点で外気温度と同等の温度に収束し、その後は外気温度と同等の温度を維持することになる。
【0155】
従って、蓄熱タンク15の保温性能は、タンク放置時間が放熱期間:tを越えない場合には第2のタンク周囲温度:Temp2より第1のタンク周囲温度:Temp1の影響を多く受け、タンク放置時間が放熱期間:tを越えた場合にはタンク放置時間が長くなるほど第1のタンク周囲温度:Temp1から受ける影響が少なくなると同時に第2のタンク周囲温度:Temp2から受ける影響が多くなる。
【0156】
そこで、放置時タンク周囲温度:Temp3を推定する場合には、タンク放置時間が短くなるほど放置時タンク周囲温度:Temp3が第1のタンク周囲温度:Temp1に近似した値となり、且つ、タンク放置時間が長くなるほど放置時タンク周囲温度:Temp3が第2のタンク周囲温度:Temp2に近似した値となるようにすることが好ましい。
【0157】
この場合、図15に示すように、タンク放置時間が短くなるほど大きくなり且つタンク放置時間が長くなるほど小さくなる補正係数:Eとタンク放置時間が短くなるほど小さくなり且つタンク放置時間が長くなるほど大きくなる補正係数:Fとの総和が常に“1.0”となるよう設定し、第1のタンク周囲温度:Temp1に補正係数:Eを乗算した値(=Temp1*E)と第2のタンク周囲温度:Temp2に補正係数:Fを乗算した値(=Temp2*F)との和(=Temp1*E+Temp2*F)を放置時タンク周囲温度:Temp3とすればよい。
【0158】
ここで図14に戻り、ECU20は、S1409において、放置時タンク周囲温度:Temp3に対応した温度補正係数:Dを算出する。温度補正係数:Dは、図16に示すように、放置時タンク周囲温度:Temp3が常温であるときに“1.0”となるよう設定され、且つ、放置時タンク周囲温度:Temp3が高くなるほど大きな値になるとともに放置時タンク周囲温度:Temp3が低くなるほど小さな値となるよう設定される係数である。
【0159】
S1410では、ECU20は、前記S1404で求められた基準タンク内水温:Tunkbaseと前記S1409で算出された温度補正係数:Dとを乗算して、タンク内水温(=Tunkbase*D)を算出する。
【0160】
この場合のタンク内水温は、蓄熱タンク15に回収された冷却水の温度と蓄熱タンク15の放置時間とに加え、蓄熱タンク15が配置されたエンジンルーム内の温度も反映された温度となる。この結果、蓄熱タンク15が如何なる温度環境下に置かれた場合であっても、正確なタンク内水温を推定することができる。
【0161】
このように予熱処理実行条件の成否が判別される際に、正確なタンク内水温を求めることが可能になると、予熱処理実行条件の成否を正確に判別することが可能となり、以て効率的な予熱処理を実現することが可能となる。
【0162】
<実施の形態3>
次に、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の第3の実施の形態について図17〜図18に基づいて説明する。ここでは前述した第1及び第2の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【0163】
前述した第1及び第2の実施の形態と本実施の形態との差異は、前述した第1及び第2の実施の形態では温水回収処理の実行が完了した場合のタンク内水温を推定するのに対し、本実施の形態では温水回収処理の実行が途中で中断された場合のタンク内水温を推定する点にある。
【0164】
温水回収処理の実行途中で内燃機関1の運転が停止された場合のように、温水回収処理が途中で中断された場合には、蓄熱タンク15内に元々貯蔵されていた低温な冷却水の一部が該蓄熱タンク15内に残留するため、内燃機関1から蓄熱タンク15へ供給された高温な冷却水(温水)と蓄熱タンク15内に元々貯留されていた低温な冷却水(冷水)の一部とが蓄熱タンク15内に混在することとなる。
【0165】
このような場合に、温水回収時水温に基づいてタンク内水温が推定されると、タンク内水温の推定値が実際のタンク内水温より高くなってしまう可能性がある。
【0166】
そこで、本実施の形態におけるタンク内水温推定制御では、ECU20は、温水回収処理実行開始時から温水回収処理の実行が中断されるまでの期間に蓄熱タンク15内へ流入した温水の量及び温度と、温水回収処理の実行が中断された時点で蓄熱タンク15内に残留した冷水の量及び温度とをパラメータとして、温水回収処理実行中断時におけるタンク内水温を求め、そのタンク内水温に基づいてタンク内水温を推定するようにした。
【0167】
温水回収処理の実行開始から実行中断までの期間(以下、温水回収処理実行期間と称する)に蓄熱タンク15内へ流入した温水の量(以下、温水回収量と称する)を求める方法としては、温水回収処理実行期間における機関回転数の積算値をパラメータとして温水回収量を求める方法を例示することができる。
【0168】
これは、温水回収量は温水回収処理実行期間に機械式ウォーターポンプ10が吐出した冷却水の総量に応じて変化し、温水回収処理実行期間に機械式ウォーターポンプ10が吐出した冷却水の総量は温水回収処理実行期間における機関回転数の積算値に応じて変化するためである。
【0169】
温水回収処理実行期間に蓄熱タンク15へ流入した温水の温度(以下、回収温水温度と称する)としては、温水回収処理実行時におけるタンク出口水温センサ17の出力信号値を用いることができる。
【0170】
温水回収処理の実行中断時に蓄熱タンク15内に残留した冷水の量(以下、タンク内残留冷水量と称する)は、蓄熱タンク15が貯蔵可能な冷却水量(以下、タンク貯蔵水量と称する)から前記した温水回収量を減算することにより求めることができる。
【0171】
温水回収処理の実行中断時に蓄熱タンク15内に残留した冷水の温度(以下、タンク内残留冷水温度と称する)を求める方法としては、図17に示すように、第2バイパス通路13bにおける冷却水入口15aの近傍の部位に該第2バイパス通路13b内の冷却水の温度に対応した電気信号を出力するタンク入口水温センサ28を取り付け、温水回収処理実行時に蓄熱タンク15から流出する冷水の温度を検出する方法を例示することができる。
【0172】
このようにして温水回収量、回収温水温度、タンク内残留冷水量、及びタンク内残留冷水温度が求められると、ECU20は、温水回収量と回収温水温度とをパラメータとして蓄熱タンク15内の温水が持つ熱量を算出するとともに、タンク内残留冷水量とタンク内残留冷水温度とをパラメータとして蓄熱タンク15内に残留した冷水が持つ熱量を算出し、それらの熱量を加算して蓄熱タンク15内に蓄えられた総熱量を求める。
【0173】
続いて、ECU20は、蓄熱タンク15内に蓄えられた総熱量とタンク貯蔵水量とをパラメータとして、温水回収処理の実行中断時におけるタンク内水温(以下、温水回収中断時水温と称する)を算出する。
【0174】
このようにして温水回収中断時水温が求められると、ECU20は、前述した第1及び第2の実施の形態における温水回収時水温の代わりに前記した温水回収中断時水温を用いてタンク内水温を推定する。
【0175】
この場合、温水回収処理の実行が途中で中断された場合であっても、正確なタンク内水温を推定することが可能となる。
【0176】
以下、本実施の形態におけるタンク内水温推定制御について図18に沿って説明する。ここでは、基準タンク内水温を外気温度に応じて補正する場合を例に挙げて説明する。
【0177】
図18は、第1のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図である。第1のタンク内水温推定制御ルーチンは、温水回収処理の実行開始をトリガにしてECU20が実行するルーチンである。
【0178】
第1のタンク内水温推定制御ルーチンでは、ECU20は、先ずS1801において、温水回収処理の実行が開始されたか否かを判別する。
【0179】
前記S1801において温水回収処理の実行が開始されていないと判定された場合は、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
【0180】
一方、前記S1801において温水回収処理の実行が開始されたと判定された場合は、ECU20は、S1802へ進み、機関回転数積算カウンタを起動させる。この機関回転数積算カウンタは、温水回収処理実行時の機関回転数を積算するカウンタである。
【0181】
S1803では、ECU20は、タンク入口水温センサ28の出力信号を読み込む。
【0182】
S1804では、ECU20は、タンク出口水温センサ17の出力信号を読み込む。
【0183】
S1805では、ECU20は、内燃機関1の運転が停止されたか否かを判別する。
【0184】
S1805において内燃機関1の運転が停止されていないと判定された場合は、ECU20は、S1806へ進み、温水回収処理の実行が終了したか否かを判別する。
【0185】
S1806において温水回収処理の実行が終了していないと判定された場合は、ECU20は、前述したS1805以降の処理を再度実行する。
【0186】
S1806において温水回収処理の実行が終了したと判定された場合は、ECU20は、S1807へ進み、前記S1804で読み込まれたタンク出口水温センサ17の出力信号値を、温水回収時水温:TempとしてバックアップRAMに記憶させる。
【0187】
S1808では、ECU20は、ソークタイマを起動させた後、本ルーチンの実行を終了する。
【0188】
また、前記S1805において内燃機関1の運転が停止されたと判定された場合は、ECU20は、温水回収処理の実行が中断されたとみなし、S1809へ進む。
【0189】
S1809では、ECU20は、機関回転数積算カウンタのカウンタ値をパラメータとして温水回収量を求めるとともに、その温水回収量と前記S1803で読み込まれたタンク入口水温センサ28の出力信号値(回収温水温度)と前記S1804で読み込まれたタンク出口水温センサ17の出力信号値(タンク内残留冷水温度)と蓄熱タンク15のタンク貯蔵水量とをパラメータとして、温水回収中断時水温を算出する。
【0190】
S1810では、ECU20は、前記S1809で算出された温水回収中断時水温を温水回収時水温:TempとしてバックアップRAMに記憶させる。
【0191】
ECU20は、S1810の処理を実行し終えると、S1808へ進み、ソークタイマを起動させて本ルーチンの実行を終了する。
【0192】
尚、内燃機関1の運転が停止された後に内燃機関1の始動と関連する特定のタイミング要素が発生すると、ECU20は、前述した第1の実施の形態における第2のタンク内水温推定制御ルーチンと同様のルーチンを実行するものとする。
【0193】
従って、本実施の形態における蓄熱装置を備えた内燃機関によれば、温水回収処理の実行が途中で中断された場合であっても、予熱処理実行条件の成否を判別する時点におけるタンク内水温を正確に求めることが可能となる。
【0194】
【発明の効果】
本発明は、蓄熱タンク外に配置された熱媒体温度検出手段が検出する熱媒体温度に従って蓄熱タンク内の熱媒体温度を推定する蓄熱装置を備えた内燃機関において、蓄熱タンク内の熱媒体温度に作用する温度要素を考慮して蓄熱タンク内の熱媒体温度を推定するため、蓄熱タンクが如何なる環境下に置かれた場合であっても蓄熱タンク内の熱媒体温度を精度良く推定することが可能となる。
【0195】
この場合、蓄熱タンク内の熱媒体温度を直接検出する温度センサを蓄熱タンクに取り付ける必要がないため、蓄熱タンク内の熱が温度センサを介して漏出することもない。
【0196】
従って、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関によれば、蓄熱タンクの保温性能を低下させることなく、蓄熱タンク内の熱媒体温度を精度良く求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態における内燃機関の冷却水循環系の概略構成を示す図
【図2】内燃機関が暖機運転状態にあるときの冷却水の流れを示す図
【図3】内燃機関が暖機完了状態にあるときの冷却水の流れを示す図
【図4】ヒータスイッチがオンにされたときの冷却水の流れを示す図
【図5】予熱処理実行時における冷却水の流れを示す図
【図6】温水回収処理実行時における冷却水の流れを示す図
【図7】タンク内水温とタンク放置時間と外気温度との関係を示す図
【図8】外気温補正係数と外気温度との関係を示す図
【図9】第1の実施の形態における第1のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図10】第1の実施の形態における第2のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図11】エンジンルーム内温度が変化する様子を示す図
【図12】第2の実施の形態における第1のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図13】第2の実施の形態における第2のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図14】第2の実施の形態における第3のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図
【図15】補正係数:Eと補正係数:Fとタンク放置時間との関係を示す図
【図16】温度補正係数と放置時タンク周囲温度との関係を示す図
【図17】第3の実施の形態における内燃機関の冷却水循環系の概略構成を示す図
【図18】第3の実施の形態における第1のタンク内水温推定制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
1・・・・内燃機関
1a・・・ヘッド側冷却水路
1b・・・ブロック側冷却水路
2a・・・ヘッド側冷却水路
2b・・・ブロック側冷却水路
4・・・・第1冷却水路
11・・・ヒータホース
13a・・第1バイパス通路
13b・・第2バイパス通路
13c・・第3バイパス通路
15・・・蓄熱タンク
16・・・流路切換弁
17・・・タンク出口水温センサ
20・・・ECU
26・・・外気温センサ
28・・・タンク入口水温センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like, and particularly to an internal combustion engine provided with a heat storage device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, when the temperature of the internal combustion engine is low (cold state), the temperature of the internal combustion engine is quickly raised to improve startability, reduce the emission of unburned fuel components (improve exhaust emissions), For the purpose of improving the fuel consumption rate, etc., the development of an internal combustion engine equipped with a heat storage device is being promoted.
[0003]
The heat storage device includes a heat storage tank that stores cooling water (hot water) that has become hot during operation of the water-cooled internal combustion engine in a warm state, and uses the hot water in the heat storage tank when the internal combustion engine is in a cold state. To increase the temperature of the internal combustion engine quickly.
[0004]
In such a heat storage device, it is determined whether or not the heat retention performance of the heat storage tank has failed, whether or not hot water should be recovered to the heat storage tank, or whether or not hot water can be supplied from the heat storage tank to the internal combustion engine. It is also important to accurately detect the temperature of the cooling water in the heat storage tank in determining whether or not the cooling water is present.
[0005]
In response to such a demand, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-182307 discloses a method in which a temperature sensor for directly detecting the temperature of cooling water in a heat storage tank is attached to the heat storage tank, A method of estimating a water temperature in a heat storage tank using a water temperature and an elapsed time from when the operation of the internal combustion engine is stopped as a parameter is disclosed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional technique, in the method of directly detecting the water temperature in the heat storage tank by attaching the water temperature sensor to the heat storage tank, it is possible to accurately detect the water temperature in the heat storage tank. Heat easily leaks to the outside through the water temperature sensor, and the heat retention performance of the heat storage tank may be reduced.
[0007]
Further, in the method of estimating the water temperature in the heat storage tank using the water temperature in the internal combustion engine when the operation of the internal combustion engine is stopped and the elapsed time from the time when the operation of the internal combustion engine is stopped as a parameter, is the recovery of the hot water to the heat storage tank performed? No, because the environment in which the heat storage tank is placed (for example, the mounting position of the heat storage tank in the vehicle and the outside air temperature) is not taken into account, the estimation accuracy may be low.
[0008]
The present invention has been made in view of the various problems as described above, and in an internal combustion engine including a heat storage device capable of storing a heat medium such as cooling water in a heat-retained state, the heat storage performance of the heat storage device is reduced. It is an object of the present invention to provide a technique capable of accurately detecting the temperature of a heat medium stored in a heat storage device without causing the heat storage device to detect the temperature.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention,
A heat medium circulation path through which the heat medium circulates via the internal combustion engine;
A heat storage tank that stores a part of the heat medium circulating in the heat medium circulation path in a warm state,
Heat medium temperature detection means provided in the heat medium circulation path to detect the temperature of the heat medium,
Estimating means for estimating the heat medium temperature in the heat storage tank based on the heat medium temperature detected by the heat medium temperature detecting means when a heat medium is stored in the heat storage tank,
Correction means for correcting the heat medium temperature estimated by the estimation means according to a specific temperature element acting on the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank,
Was provided.
[0010]
The present invention relates to an internal combustion engine provided with a heat storage device for estimating the temperature of a heat medium stored in a heat storage tank in accordance with a heat medium temperature detected by a heat medium temperature detection unit disposed outside the heat storage tank. The greatest feature is that the temperature of the heat medium is corrected in accordance with a temperature element acting on the temperature of the heat medium in the heat storage tank.
[0011]
In the internal combustion engine provided with such a heat storage device, the heat medium temperature detecting means detects the temperature of the heat medium when the heat medium is stored in the heat storage tank, that is, the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank.
[0012]
The estimating means estimates the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank based on the heat medium temperature detected by the heat medium temperature detecting means.
[0013]
By the way, since the heat retention performance of the heat storage tank, in other words, the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank is affected by the environment in which the heat storage tank is placed, the temperature of the heat medium in the heat storage tank is accurately estimated. To do so, it is necessary to consider the environment in which the heat storage tank is placed.
[0014]
For example, when the heat storage tank is placed at a low temperature, the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank tends to decrease. Conversely, when the heat storage tank is placed at a high temperature, it is stored in the heat storage tank. It is difficult for the temperature of the heating medium to decrease.
[0015]
Therefore, the internal combustion engine including the heat storage device according to the present invention includes a correction unit that corrects the heat medium temperature estimated by the estimation unit based on a temperature element acting on the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank. I prepared for it.
[0016]
In this way, if the heat medium temperature in the heat storage tank is estimated in consideration of the specific temperature element acting on the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank, if the heat storage tank is placed in any environment, Even so, the temperature of the heat medium in the heat storage tank can be easily estimated accurately.
[0017]
The specific temperature element that affects the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank may be, for example, the outside air temperature. However, if the heat storage tank is placed in a place that is not directly affected by the outside air temperature, such as a vehicle engine room, a vehicle room, a vehicle trunk room, or a dedicated box having heat shielding properties, The temperature around the heat storage tank can also be used.
[0018]
Further, in the internal combustion engine including the heat storage device according to the present invention, when the storage process of the heat medium in the heat storage tank is interrupted, the amount of the heat medium flowing into the heat storage device during a period from the start of the storage process to the interruption is determined. The heat medium inflow amount calculating means for calculating the heat medium inflow amount calculated by the heat medium inflow amount calculating means, the specific temperature element acting on the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank, and the heat medium inflow amount calculating means. The heat medium temperature estimated by the estimation means may be corrected according to the amount.
[0019]
This is because when the storage process of the heat medium in the heat storage tank is interrupted, the temperature of the heat medium in the heat storage tank changes according to the amount of the heat medium stored in the heat storage tank during the period from the start to the interruption of the storage process. Because you do.
[0020]
In the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention, the estimating means performs the storage processing of the heat medium in the heat storage tank in addition to the heat medium temperature detected by the heat medium temperature detecting means when the heat medium is stored in the heat storage tank. The temperature of the heat medium in the heat storage tank may be estimated using the elapsed time from the completion time as a parameter.
[0021]
In the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention, examples of the heat medium include cooling water and lubricating oil.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a specific embodiment of an internal combustion engine provided with a heat storage device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
<Embodiment 1>
First, a first embodiment of an internal combustion engine provided with a heat storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cooling water circulation system of a water-cooled internal combustion engine to which the present invention is applied.
[0024]
The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled internal combustion engine mounted on a vehicle, and includes a
[0025]
The first cooling water passage 4 is connected to the head-side
[0026]
The
[0027]
The cooling water outlet of the
[0028]
When the temperature of the cooling water flowing through the
[0029]
Note that the above-described valve opening temperature: T1 is a temperature corresponding to the cooling water temperature when the internal combustion engine 1 is in the warm-up completed state, and is, for example, a temperature set to about 75 ° C to 90 ° C.
[0030]
The aforementioned third cooling water passage 8 is connected to a cooling water suction port of a
[0031]
The
[0032]
The bypass water passage 9 is a passage that bypasses the first cooling water passage 4, the
[0033]
Next, a
[0034]
A heater core 12 for exchanging heat between room heating air and cooling water is provided in the middle of the
[0035]
A
[0036]
The
[0037]
The cooling water discharge port of the
[0038]
The
[0039]
The cooling
[0040]
In the following, in the
[0041]
Next, a flow
[0042]
In the
[0043]
An electric signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the first cooling water passage 4 (hereinafter referred to as the engine-side water temperature) is provided near the connection portion between the first cooling water passage 4 and the head-side
[0044]
An electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 20 for controlling the flow of cooling water in the cooling water circulation system is provided in the cooling water circulation system of the internal combustion engine 1 configured as described above. The
[0045]
The
[0046]
The
[0047]
An
[0048]
For example, when the internal combustion engine 1 is in the operating state, the
[0049]
In this case, the
[0050]
Therefore, when the internal combustion engine 1 is in the operating state and the temperature of the cooling water is lower than the temperature T1 at which the
[0051]
When the circulation circuit as shown in FIG. 2 is established, the relatively low-temperature cooling water flowing out of the internal combustion engine 1 flows around the
[0052]
Thereafter, when the warming-up of the internal combustion engine 1 proceeds and the temperature of the cooling water becomes equal to or higher than the opening temperature T1 of the
[0053]
In this case, as shown in FIG. 3, the
[0054]
When the circulation circuit as shown in FIG. 3 is established, the relatively high-temperature cooling water that has absorbed the heat generated by the internal combustion engine 1 flows through the
[0055]
When the
[0056]
In this case, the
[0057]
When the circulation circuit shown in FIG. 4 is established, the high-temperature cooling water that has absorbed the heat generated by the internal combustion engine 1 is supplied to the first cooling water passage 4 → the
[0058]
Further, when the internal combustion engine 1 is started in a cold state, the temperature around the intake port and the vicinity of the combustion chamber (not shown) is low, so that the fuel injected from the fuel injection valve is difficult to atomize (or vaporize). Since it easily adheres to the wall of the port and the wall of the combustion chamber, it becomes difficult to form a highly flammable air-fuel mixture in the combustion chamber.As a result, the startability is deteriorated, and the unburned fuel components at the start and after the start are reduced. An increase in emissions (deterioration of exhaust emissions) may be induced.
[0059]
On the other hand, if a specific timing element related to the start of the internal combustion engine 1 is detected before the
[0060]
The specific timing elements related to the start of the internal combustion engine 1 include, for example, (1) when the door for getting on and off the vehicle equipped with the internal combustion engine 1 (the door for getting on and off the driver's seat) is opened; (3) when the seat belt provided on the driving seat of the vehicle equipped with the internal combustion engine 1 is worn, (4) when the seat mounted on the driving seat of the vehicle equipped with the engine 1 is worn, (5) When the operation of the clutch mechanism interposed between the internal combustion engine 1 and the transmission is performed, (6) the internal combustion engine 1 is mounted. (7) when the locking of the door for getting on and off the vehicle (at least the door for getting on and off the driver's seat) is released, (7) when the operation of the antitheft device attached to the vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted is released, (8) Key cylinder provided in a vehicle equipped with internal combustion engine 1 It can be exemplified such as when the ignition key is inserted.
[0061]
When the specific timing element as described above is detected, the
[0062]
The
[0063]
That is, the
[0064]
In this case, the
[0065]
When the circulation circuit as shown in FIG. 5 is established, the cooling water discharged from the
[0066]
The heat storage hot water flowing out from the cooling
[0067]
When the heat storage hot water flows into the head-side
[0068]
In this way, when the low-temperature cooling water originally retained in the head-side
[0069]
As a result, the temperature around the combustion chamber of the internal combustion engine 1 is increased, so that atomization of the fuel is promoted and the amount of fuel deposited on the wall is reduced, so that the startability is improved and the emission of unburned fuel components is reduced. .
[0070]
When the engine-side water temperature at the time when the specific timing element is detected is equal to or higher than the predetermined temperature, the
[0071]
Here, in order for the
[0072]
On the other hand, when the condition for executing the hot water recovery process is satisfied when the internal combustion engine 1 is in the operating state, the
[0073]
Examples of the above-described hot water recovery processing execution conditions include conditions such as the engine-side water temperature being higher than the tank water temperature, and the difference between the engine-side water temperature and the tank water temperature being a predetermined value or more.
[0074]
When the above-described hot water recovery processing execution condition is satisfied, the
[0075]
That is, the
[0076]
In this case, the
[0077]
When the circulation circuit as shown in FIG. 6 is established, the high-temperature cooling water that has absorbed the heat of the internal combustion engine 1 in the head-side
[0078]
When the high-temperature cooling water that has absorbed the heat of the internal combustion engine 1 flows into the
[0079]
Thereafter, when all of the cooling water in the
[0080]
The method of determining whether or not all the cooling water in the
[0081]
In addition, as a method of performing the hot water recovery processing, the
[0082]
By the way, in order for the
[0083]
As a method of detecting the water temperature in the tank, a method of attaching a water temperature sensor to the
[0084]
On the other hand, the temperature of the cooling water flowing into the
[0085]
This is based on the finding that although the rate of decrease in the water temperature in the tank is reduced by the heat retaining function of the
[0086]
However, the above estimation method assumes that the
[0087]
For example, as shown in FIG. 7, in an environment where the outside air temperature is higher than room temperature, the rate of decrease of the water temperature in the tank with respect to the tank standing time becomes lower than at room temperature. , The rate of decrease of the water temperature in the tank becomes higher than at normal temperature. Therefore, when the
[0088]
Therefore, in the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present embodiment,
[0089]
Specifically, the
[0090]
Subsequently, the
[0091]
The
[0092]
At this time, the relationship between the hot water recovery water temperature, the tank leaving time, and the reference tank water temperature may be experimentally obtained in advance, and the relationship may be mapped and stored in the ROM of the
[0093]
The
[0094]
This is because, as described in the description of FIG. 7 described above, the rate of decrease in the water temperature in the tank is lower than that at normal temperature when the outside air temperature is higher than normal temperature, and is lower when the outside air temperature is lower than normal temperature. This is because the temperature becomes higher than that at normal temperature.
[0095]
The relationship between the outside air temperature and the outside air temperature correction coefficient as shown in FIG. 8 may be mapped in advance and stored in the ROM.
[0096]
The
[0097]
By estimating the water temperature in the tank in consideration of the temperature environment in which the
[0098]
As a result, the
[0099]
Hereinafter, the operation of the internal combustion engine including the heat storage device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Here, an example will be described in which the water temperature in the tank is estimated in order to determine whether or not the pre-heat treatment execution condition is satisfied.
[0100]
FIG. 9 is a flowchart showing a first tank water temperature estimation control routine, and FIG. 10 is a flowchart showing a second tank water temperature estimation control routine.
These first and second tank water temperature estimation control routines are routines stored in the ROM of the
[0101]
The above-described first tank water temperature estimation control routine is a routine executed by the
[0102]
If it is determined in S901 that the hot water collection process is not being executed, the
[0103]
On the other hand, if it is determined in S901 that the hot water recovery process is being executed, the
[0104]
In S903, the
[0105]
In S904, the
[0106]
If it is determined in S904 that the execution of the hot water recovery processing has not been completed, the
[0107]
If it is determined in S904 that the execution of the hot water recovery process has been completed, the
[0108]
Next, the above-described second tank water temperature estimation control routine is a routine executed by the
[0109]
In the second tank water temperature estimation control routine, the
[0110]
If it is determined in step S1001 that the
[0111]
On the other hand, if it is determined in S1001 that the
[0112]
In S1003, the
[0113]
In step S1004, the reference tank water temperature: Tunkbase is determined using the tank leaving time: Time and the hot water recovery water temperature: Temp as parameters.
[0114]
In S1005, the
[0115]
In S1006, the
[0116]
In S1007, the
[0117]
The water temperature in the tank in this case is a temperature that reflects the temperature environment in which the
[0118]
As described above, when it is determined whether the pre-heat treatment execution condition is satisfied or not, it is possible to accurately determine the water temperature in the tank. Pre-heat treatment can be realized.
[0119]
In the present embodiment, the method of estimating the water temperature in the tank when judging whether the pre-heat treatment execution condition or the hot water recovery process execution condition is satisfied has been described, but whether or not the heat storage performance of the
[0120]
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment of the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the above-described first embodiment will be described, and a description of a similar configuration will be omitted.
[0121]
The difference between the above-described first embodiment and the present embodiment is that in the above-described first embodiment, the water temperature in the tank is estimated in consideration of the outside air temperature, whereas in the present embodiment, the
[0122]
When the
[0123]
In particular, since the heat released from the internal combustion engine 1, the transmission, and the like easily accumulates in the engine room, the temperature in the engine room tends to be significantly higher than the outside air temperature.
[0124]
Here, the relationship between the temperature in the engine room and the outside air temperature is shown in FIG.
[0125]
When the internal combustion engine 1 is in the operating state, the internal combustion engine 1 and the transmission continuously generate heat, so that the temperature in the engine room is maintained at a temperature significantly higher than the atmospheric temperature.
[0126]
Even after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the heat absorbed in the
[0127]
After the elapse of the heat radiation period t from the stop of the operation of the internal combustion engine 1, the temperature in the engine room becomes equal to the outside air temperature.
[0128]
Therefore, when the
[0129]
Therefore, in the tank water temperature estimation control according to the present embodiment, the
[0130]
In the tank water temperature estimation control in the first embodiment described above, the elapsed time from the end of execution of the hot water recovery process to the present time is used as the tank leaving time when obtaining the reference tank water temperature. In the tank water temperature estimation control in the embodiment, the elapsed time from the time when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped to the current time is used as the tank leaving time.
[0131]
As described in the description of FIG. 11, when the
[0132]
Hereinafter, the tank water temperature estimation control according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0133]
FIG. 12 is a flowchart showing a first tank water temperature estimation control routine, FIG. 13 is a flowchart showing a second tank water temperature estimation control routine, and FIG. 14 is a third tank water temperature estimation control routine. It is a flowchart figure which shows. These first to third tank internal water temperature estimation control routines are routines stored in the ROM of the
[0134]
The above-described first tank water temperature estimation control routine is a routine executed by the
[0135]
If it is determined in S1201 that the hot water recovery process is not being executed, the
[0136]
On the other hand, if it is determined in S1201 that the hot water recovery process is being executed, the
[0137]
In S1203, the
[0138]
The above-described second tank water temperature estimation control routine is a routine executed by the
[0139]
If it is determined in S1301 that the operation of the internal combustion engine 1 has not been stopped, the
[0140]
On the other hand, if it is determined in S1301 that the operation of the internal combustion engine 1 has been stopped, the
[0141]
As a method of detecting the temperature in the engine room, a method of providing a temperature sensor in the engine room can be exemplified. However, when the internal combustion engine 1 is provided with an intake air temperature sensor in advance, the method of using the intake air temperature sensor is used. The temperature in the engine room may be detected.
[0142]
In S1303, the temperature in the engine room detected in S1302 is stored in the backup RAM as the first tank ambient temperature: Temp1.
[0143]
Subsequently, the
[0144]
The third tank water temperature estimation control routine described above is executed by the
[0145]
If it is determined in step S1401 that the
[0146]
On the other hand, if it is determined in S1401 that the
[0147]
In step S1403, the
[0148]
In S1404, the reference tank water temperature: Tunkbase is calculated using the tank leaving time: Time and the hot water recovery water temperature: Temp as parameters.
[0149]
In S1405, the
[0150]
In S1406, the
[0151]
In S1407, the
[0152]
In S1408, based on the first and second tank ambient temperatures: Temp1 and Temp2, the temperature at which the
[0153]
As a method for estimating the tank ambient temperature at the time of leaving: Temp3, an average value of the first tank ambient temperature: Temp1 and the second tank ambient temperature: Temp2 (= (Temp1 + Temp2) / 2) is taken as the tank ambient temperature at leaving. The method can be illustrated.
[0154]
Note that the temperature in the engine room after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped is equal to the first tank ambient temperature: Temp1 within the heat radiation period: t after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, as described above with reference to FIG. , Gradually converges to a temperature equivalent to the outside air temperature when the heat radiation period: t elapses, and thereafter, maintains a temperature equivalent to the outside air temperature.
[0155]
Therefore, if the tank storage time does not exceed the heat radiation period: t, the heat retention performance of the
[0156]
Therefore, when estimating the tank ambient temperature at the time of leaving: Temp3, as the tank leaving time becomes shorter, the tank ambient temperature at the time of leaving: Temp3 becomes a value closer to the first tank ambient temperature: Temp1, and the tank leaving time becomes Temp1. It is preferable that the longer the tank ambient temperature is, the longer the tank ambient temperature during standing: Temp3 becomes a value closer to the second tank ambient temperature: Temp2.
[0157]
In this case, as shown in FIG. 15, the correction coefficient becomes larger as the tank leaving time becomes shorter and becomes smaller as the tank leaving time becomes longer, and correction becomes smaller as the tank leaving time becomes shorter and becomes larger as the tank leaving time becomes longer. The sum of the coefficient and F is always set to “1.0”, and the first tank ambient temperature: Temp1 multiplied by the correction coefficient: E (= Temp1 * E) and the second tank ambient temperature: The sum (= Temp1 * E + Temp2 * F) of the value (= Temp1 * E + Temp2 * F) obtained by multiplying Temp2 by the correction coefficient: F may be used as the ambient tank temperature at standing: Temp3.
[0158]
Referring back to FIG. 14, in S1409, the
[0159]
In S1410, the
[0160]
The water temperature in the tank in this case is a temperature that reflects the temperature in the engine room in which the
[0161]
As described above, when it is determined whether the pre-heat treatment execution condition is satisfied or not, it is possible to accurately determine the water temperature in the tank. Pre-heat treatment can be realized.
[0162]
<
Next, a third embodiment of the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from the above-described first and second embodiments will be described, and a description of a similar configuration will be omitted.
[0163]
The difference between the first and second embodiments and the present embodiment is that the first and second embodiments estimate the water temperature in the tank when the execution of the hot water recovery process is completed. On the other hand, in the present embodiment, the point is to estimate the water temperature in the tank when the execution of the hot water recovery processing is interrupted halfway.
[0164]
When the hot water recovery processing is interrupted halfway, such as when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped during the execution of the hot water recovery processing, one of the low-temperature cooling water originally stored in the
[0165]
In such a case, if the tank water temperature is estimated based on the hot water recovery water temperature, the estimated value of the tank water temperature may be higher than the actual tank water temperature.
[0166]
Therefore, in the tank water temperature estimation control in the present embodiment, the
[0167]
As a method for determining the amount of hot water flowing into the
[0168]
This means that the hot water recovery amount varies according to the total amount of cooling water discharged by the
[0169]
As the temperature of the hot water flowing into the
[0170]
The amount of cold water remaining in the
[0171]
As a method for obtaining the temperature of the cold water remaining in the
[0172]
When the hot water recovery amount, the recovered hot water temperature, the residual cold water amount in the tank, and the residual cold water temperature in the tank are determined in this way, the
[0173]
Subsequently, the
[0174]
When the water temperature at the time of suspension of hot water recovery is obtained in this way, the
[0175]
In this case, even if the execution of the hot water recovery process is interrupted on the way, it is possible to accurately estimate the tank water temperature.
[0176]
Hereinafter, the tank water temperature estimation control in the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, a case where the reference tank internal water temperature is corrected in accordance with the outside air temperature will be described as an example.
[0177]
FIG. 18 is a flowchart illustrating a first tank water temperature estimation control routine. The first tank water temperature estimation control routine is a routine executed by the
[0178]
In the first tank water temperature estimation control routine, the
[0179]
If it is determined in S1801 that the execution of the hot water recovery process has not been started, the
[0180]
On the other hand, if it is determined in S1801 that the execution of the hot water recovery process has been started, the
[0181]
In S1803, the
[0182]
In S1804, the
[0183]
In S1805, the
[0184]
If it is determined in S1805 that the operation of the internal combustion engine 1 has not been stopped, the
[0185]
If it is determined in S1806 that the execution of the hot water recovery processing has not been completed, the
[0186]
If it is determined in step S1806 that the execution of the hot water recovery process has been completed, the
[0187]
In S1808, after activating the soak timer, the
[0188]
If it is determined in step S1805 that the operation of the internal combustion engine 1 has been stopped, the
[0189]
In S1809, the
[0190]
In S1810, the
[0191]
After completing the process of S1810, the
[0192]
When a specific timing element related to the start of the internal combustion engine 1 occurs after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the
[0193]
Therefore, according to the internal combustion engine provided with the heat storage device in the present embodiment, even when the execution of the hot water recovery process is interrupted on the way, the water temperature in the tank at the time of determining whether the pre-heat treatment execution condition is satisfied or not is determined. It is possible to obtain the exact value.
[0194]
【The invention's effect】
The present invention relates to an internal combustion engine equipped with a heat storage device for estimating a heat medium temperature in a heat storage tank according to a heat medium temperature detected by a heat medium temperature detection unit arranged outside a heat storage tank. Since the temperature of the heat medium in the heat storage tank is estimated in consideration of the temperature element that acts, it is possible to accurately estimate the temperature of the heat medium in the heat storage tank regardless of the environment in which the heat storage tank is placed. It becomes.
[0195]
In this case, since it is not necessary to attach a temperature sensor for directly detecting the temperature of the heat medium in the heat storage tank to the heat storage tank, the heat in the heat storage tank does not leak through the temperature sensor.
[0196]
Therefore, according to the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention, it is possible to accurately determine the temperature of the heat medium in the heat storage tank without lowering the heat retaining performance of the heat storage tank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cooling water circulation system of an internal combustion engine according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a flow of cooling water when the internal combustion engine is in a warm-up operation state.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of cooling water when the internal combustion engine is in a warm-up completed state.
FIG. 4 is a diagram showing a flow of cooling water when a heater switch is turned on.
FIG. 5 is a diagram showing a flow of cooling water when a pre-heat treatment is performed.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of cooling water when a hot water recovery process is performed.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship among the water temperature in the tank, the tank leaving time, and the outside air temperature.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an outside air temperature correction coefficient and outside air temperature.
FIG. 9 is a flowchart showing a first tank water temperature estimation control routine according to the first embodiment;
FIG. 10 is a flowchart illustrating a second tank water temperature estimation control routine according to the first embodiment;
FIG. 11 is a diagram showing how the temperature in the engine room changes.
FIG. 12 is a flowchart showing a first tank water temperature estimation control routine according to the second embodiment;
FIG. 13 is a flowchart showing a second tank water temperature estimation control routine according to the second embodiment;
FIG. 14 is a flowchart illustrating a third tank water temperature estimation control routine according to the second embodiment;
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a correction coefficient: E, a correction coefficient: F, and a tank leaving time.
FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a temperature correction coefficient and a tank ambient temperature when left unused
FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of a cooling water circulation system of an internal combustion engine according to a third embodiment.
FIG. 18 is a flowchart showing a first tank water temperature estimation control routine according to the third embodiment;
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine
1a: Head-side cooling water channel
1b: Block side cooling water channel
2a: Head side cooling water channel
2b: Block side cooling water channel
4. First cooling water channel
11 ... heater hose
13a-1st bypass passage
13b ··· Second bypass passage
13c ··· Third bypass passage
15 ・ ・ ・ Heat storage tank
16 ... Channel switching valve
17 ・ ・ ・ Tank outlet water temperature sensor
20 ECU
26 ・ ・ ・ Outside air temperature sensor
28 ・ ・ ・ Tank inlet water temperature sensor
Claims (4)
前記熱媒体循環路を循環する熱媒体の一部を保温状態で貯蔵する蓄熱タンクと、
前記熱媒体循環路に設けられ熱媒体の温度を検出する熱媒体温度検出手段と、
前記蓄熱タンクへ熱媒体が貯蔵される時に前記熱媒体温度検出手段が検出した熱媒体温度に基づいて前記蓄熱タンク内の熱媒体温度を推定する推定手段と、
前記蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度に作用する特定の温度要素に従って前記推定手段が推定した熱媒体温度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。A heat medium circulation path through which the heat medium circulates via the internal combustion engine;
A heat storage tank that stores a part of the heat medium circulating in the heat medium circulation path in a warm state,
Heat medium temperature detection means provided in the heat medium circulation path to detect the temperature of the heat medium,
Estimating means for estimating the heat medium temperature in the heat storage tank based on the heat medium temperature detected by the heat medium temperature detecting means when a heat medium is stored in the heat storage tank,
Correction means for correcting the heat medium temperature estimated by the estimation means according to a specific temperature element acting on the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank,
An internal combustion engine equipped with a heat storage device, comprising:
前記補正手段は、前記蓄熱タンク内に貯蔵されている熱媒体の温度に作用する特定の温度要素と、前記熱媒体流入量演算手段により演算された熱媒体流入量とに従って、前記推定手段が推定した熱媒体温度を補正することを特徴とする請求項1に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。When the storage process of the heat medium in the heat storage tank is interrupted, the storage device further includes a heat medium inflow amount calculation unit that calculates an amount of the heat medium flowing into the heat storage device during a period from a start of the storage process to an interruption.
The estimating unit estimates the correction unit according to a specific temperature element acting on the temperature of the heat medium stored in the heat storage tank and the heat medium inflow amount calculated by the heat medium inflow amount calculation unit. The internal combustion engine provided with the heat storage device according to claim 1, wherein the heat medium temperature is corrected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002212552A JP2004052691A (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Internal combustion engine with heat storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002212552A JP2004052691A (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Internal combustion engine with heat storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004052691A true JP2004052691A (en) | 2004-02-19 |
Family
ID=31935454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002212552A Pending JP2004052691A (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Internal combustion engine with heat storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004052691A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011058858A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | カルソニックカンセイ株式会社 | Thermal storage system and method for controlling same |
-
2002
- 2002-07-22 JP JP2002212552A patent/JP2004052691A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011058858A1 (en) * | 2009-11-13 | 2011-05-19 | カルソニックカンセイ株式会社 | Thermal storage system and method for controlling same |
JP2011106300A (en) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Calsonic Kansei Corp | Heat storage system and method for controlling the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3896288B2 (en) | Cooling system temperature estimation device | |
JP4482901B2 (en) | Exhaust heat recovery device abnormality diagnosis device | |
JP5276636B2 (en) | Internal combustion engine temperature control system | |
WO2011046058A1 (en) | Thermostat and cooling device for vehicle | |
JP3811044B2 (en) | Radiator failure detection device for internal combustion engine | |
JP4432272B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP4883324B2 (en) | Vehicle heat exchange system | |
JPH06185359A (en) | Heat accumulating device for engine | |
US7631626B1 (en) | Method to protect starter from overheating | |
JP2005351173A (en) | Heat storage system | |
JP2004052691A (en) | Internal combustion engine with heat storage device | |
JP5776601B2 (en) | Fuel injection control device | |
JP4134592B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP2008298058A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2002266679A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4066728B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP4238543B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP4019803B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP4356265B2 (en) | Internal combustion engine equipped with a heat storage device | |
JP3906745B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP4239368B2 (en) | Internal combustion engine having a heat storage device | |
JP3906748B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP3891064B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP4259281B2 (en) | Engine cooling system | |
JP2006046109A (en) | Failure diagnosis device for heat storage system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050602 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080415 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080902 |