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JP2004092491A - Internal combustion engine with heat storage device - Google Patents

Internal combustion engine with heat storage device Download PDF

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JP2004092491A
JP2004092491A JP2002253583A JP2002253583A JP2004092491A JP 2004092491 A JP2004092491 A JP 2004092491A JP 2002253583 A JP2002253583 A JP 2002253583A JP 2002253583 A JP2002253583 A JP 2002253583A JP 2004092491 A JP2004092491 A JP 2004092491A
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combustion engine
internal combustion
warm
heat medium
circulation circuit
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Hiroki Ichinose
一瀬 宏樹
Yutaka Sawada
沢田 裕
Takayuki Otsuka
大塚 孝之
Yasuhiro Kuze
久世 泰広
Rentaro Kuroki
黒木 錬太郎
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Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関の始動前または始動時に、暖機効率を悪化させることなく確実に内燃機関の暖機を行うことが出来る技術を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明は、熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器15と、内燃機関を経由して熱媒体が循環する第1循環回路31と、内燃機関以外の装置を経由して熱媒体が循環する第2循環回路と、内燃機関の暖機実行指令を出す暖機実行指令手段39を備える内燃機関において、前記暖機実行指令手段39が内燃機関暖機実行指令を出す前に、循環回路切り換え手段16によって熱媒体の循環回路を前記第1循環回路に切り換える構成とした。
【選択図】 図2
The present invention provides a technique for reliably warming up an internal combustion engine provided with a heat storage device before or at the time of starting the internal combustion engine without deteriorating the warm-up efficiency. As an issue.
The present invention relates to a heat storage container for storing a heat medium in a heat storage state, a first circulation circuit for circulating the heat medium via an internal combustion engine, and a heat medium via a device other than the internal combustion engine. In the internal combustion engine having the second circulation circuit in which the internal combustion engine circulates and the warm-up execution command means 39 for issuing a warm-up execution command for the internal combustion engine, the circulation The circuit switching means 16 switches the heat medium circulation circuit to the first circulation circuit.
[Selection] Fig. 2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などに搭載される内燃機関に関し、特に冷却水などの熱媒体を蓄熱状態で貯留可能な蓄熱装置を備えた内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車などに搭載される内燃機関では、冷間時の始動性、燃焼安定性、排気エミッション、或いは室内暖房性能などの向上を目的として、蓄熱装置を備えた内燃機関が提案されている。
【0003】
このような蓄熱装置を備えた内燃機関としては、例えば、特開平2002−4855号公報に記載されているような内燃機関がある。この公報に記載された蓄熱装置を備えた内燃機関は、熱媒体の循環により冷却又は加熱される内燃機関本体と、前記熱媒体と車室内暖房用の空気との間で熱交換を行うヒータコアと、前記内燃機関本体及び前記ヒータコアを経由して熱媒体を循環させる熱媒体流通回路と、前記ヒータコアを迂回するよう前記熱媒体流通回路に接続されたバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、熱媒体が持つ熱を蓄熱する蓄熱容器と、前記バイパス通路に設けられ、該バイパス通路内の熱媒体を圧送するポンプ機構と、を備えている。
【0004】
上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関においては、蓄熱容器及びポンプ機構は、熱媒体の流れ方向においてヒータコアと並列に位置することになるため、内燃機関とヒータコアと蓄熱容器とポンプ機構との全てを経由する循環回路と、内燃機関と蓄熱容器とポンプ機構のみを経由する循環回路と、内燃機関とヒータコアのみを経由する循環回路とを選択的に成立させることが可能となる。
【0005】
そのため、高温の熱媒体を所望の循環回路に循環させ、この熱媒体の持つ熱量を内燃機関又はヒータコアに選択的に伝達させることによって、内燃機関の効率的な予熱や車室内暖房用の性能向上を実現することが出来る。
【0006】
また、上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関としては、例えば、特開平2002−89668号公報に記載されている暖機制御装置がある。この公報に開示された暖機制御装置は、内燃機関の冷却水系統に蓄熱タンクを備え、高温の冷却水を前記蓄熱タンクに保温貯蔵し、前記蓄熱タンクに貯蔵された冷却水を内燃機関と変速機とに供給して暖機を行う暖機制御装置において、前記内燃機関と前記変速機との温度に応じて、前記蓄熱タンクから内燃機関と変速機とに供給される冷却水量の割合を設定する構成となっている。
【0007】
上記したような暖機制御装置においては、上記構成により、内燃機関と変速機とに対し、それぞれの温度状態に応じた適切な暖機操作を行うことが可能となるため、機関排気性状や燃費の悪化を防止することが出来る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような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第1循環回路と、車室暖房用のヒータコアや変速機等の内燃機関以外の装置を経由して熱媒体が循環する第2循環回路とを備えており、内燃機関や内燃機関以外の装置の状態〈例えば、温度等)に応じて、熱媒体の循環回路を切り換える。
【0009】
ここで、従来、内燃機関の始動時または始動前に内燃機関の暖機をする際には、例えば車両に搭載されたECU等のような暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出され、蓄熱容器から供給される高温の熱媒体が第1循環回路を循環するように流路切換弁等のような循環回路切換手段によって熱媒体の循環回路は切り換えられる。そして、この高温の熱媒体が第1循環回路を循環することによって、熱媒体の熱量が内燃機関に伝達され、内燃機関の暖機が達成される。
【0010】
しかしながら、従来の蓄熱装置を備えた内燃機関においては、内燃機関の暖機を実行する時に、ECU等のような暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出された後、流路切換弁等のような循環回路切換手段によって実際に熱媒体の循環回路が第1循環回路に切り換わるまでには時間がかかる(例えば約5秒間)。そのため、ECU等のような暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出され、蓄熱容器からの高温の熱媒体の供給が開始された後、熱媒体の循環回路が完全に第1循環回路に切り換わるまでの間は、蓄熱容器から供給された高温の熱媒体は第2循環回路へも流れることになる。
【0011】
従って、内燃機関以外の装置にも高温の熱媒体が供給されることになるため、内燃機関の暖機効率が悪化する。
【0012】
また、暖機実行指令手段から内燃機関の暖機実行指令が出された後、熱媒体の循環回路が第1循環回路に完全に切り換わってから蓄熱容器からの高温の熱媒体の供給を開始するようにした場合、実際に内燃機関に熱媒体が供給されるまでの時間が長くなる。
【0013】
従って、内燃機関の暖機が達成されるまでの時間が長くなることになるため、やはり内燃機関の暖機効率は悪化することになる。
【0014】
また、上記したような蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関の暖機終了後、車室暖房用ヒータコアや変速機等の内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合は、熱媒体の循環回路を前記内燃機関以外の装置を経由して熱媒体が循環する第2循環回路に切り換えることによって蓄熱容器から供給される高温の熱媒体を内燃機関以外の装置に供給する。さらに、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給した後、蓄熱容器内に新たな高温の熱媒体が回収される前に内燃機関が停止され、その後、内燃機関を再始動する前または内燃機関を再始動する時に内燃機関を暖機する場合は、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給した後に蓄熱容器内に残った高温の熱媒体を内燃機関に供給することによって内燃機関の暖機を行うことになる。
【0015】
そのため、内燃機関以外の装置に蓄熱容器内に貯留されたの高温の熱媒体を供給する際に過剰な量の熱媒体を供給すると、内燃機関の再始動前または再始動時に内燃機関の暖機を十分に行うために必要な熱媒体が不足することになる。その結果、内燃機関の暖機を確実に行うことが出来なくなる。
【0016】
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、蓄熱装置を備えた内燃機関において、内燃機関の始動前または始動時に、暖機効率を悪化させることなく確実に内燃機関の暖機を行うことができる技術を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために以下のような手段を採用した。
即ち、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第1循環回路と、
前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第2循環回路と、
前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体によって、前記内燃機関の始動前または始動時に前記内燃機関の暖機を実行する暖機実行手段と、
内燃機関の暖機を実行すべく前記暖機実行手段に内燃機関暖機実行指令を出す暖機実行指令手段と、
前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
前記暖機実行指令手段から前記暖機実行手段に前記内燃機関暖機実行指令が出される前に、前記循環回路切り換え手段によって前記熱媒体の循環回路を第1循環回路に切り換える第1循環回路切り換え制御を行う構成とした。
【0018】
この構成によれば、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関の暖機を行う際には、暖機実行指令手段から暖機実行手段に内燃機関の暖機を実行すべく内燃機関暖機実行指令が出されるが、暖機実行指令手段からこの内燃機関暖機実行指令が出される前の時点で、熱媒体の循環回路は第1循環回路に切り換えられている。
【0019】
そのため、暖機実行手段によって暖機が実行され、蓄熱容器からの高温の熱媒体の供給が開始される時に、すでに熱媒体の循環回路は第1循環回路に切り換わっていることになる。従って、第2循環回路に高温の熱媒体が流入することを防ぐことが出来る。
【0020】
即ち、上記構成によれば、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関の暖機を行う際に、内燃機関以外の装置にも高温の熱媒体が供給されることがなくなる。また、内燃機関の暖機開始後、すぐに高温の熱媒体が内燃機関に供給されるため内燃機関の暖機が速やかに実行されることになる。従って、暖機効率を悪化させることなく内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【0021】
ここで、本発明においては、前記内燃機関の停止時に、前記第1循環回路切り換え制御を行う構成としても良い。
【0022】
この構成によれば、内燃機関の停止時に熱媒体の循環回路は第1循環回路に切り換えられているため、次回、内燃機関を始動する前の時点で、すでに熱媒体の循環回路は前記第1循環回路となっている。
【0023】
そのため、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関の暖機を行う際に、内燃機関以外の装置にも高温の熱媒体が供給されることを防ぐことが出来る。また、内燃機関の暖機開始後、すぐに高温の熱媒体が内燃機関に供給されるため内燃機関の暖機が速やかに実行されることになる。従って、暖機効率を悪化させることなく内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【0024】
また、本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関は、
熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第1循環回路と、
前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第2循環回路と、
前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体を前記第1循環回路に循環させ前記内燃機関を暖機した後の前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量を算出する熱媒体熱容量算出手段と、
前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
前記熱媒体熱容量算出手段によって算出された前記内燃機関を暖機した後に前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が、所定量以上であり、且つ、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合には、前記循環回路切り換え手段によって循環回路を前記第2循環回路に切り換える第2循環回路切り換え制御を行う構成とした。
【0025】
この構成によれば、内燃機関を暖機した後に蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が、所定量以上であり、且つ、内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合は、蓄熱容器内に残った高温の熱媒体を第2循環回路に循環させる、即ち、内燃機関以外の装置に供給する。
【0026】
換言すれば、蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が所定量より少ない時に、この高温の熱媒体を内燃機関以外の装置に供給してしまうことを防ぐことが出来る。
【0027】
ここで、前記所定量は、前記内燃機関を一旦停止させた後に、次回、前記内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に前記内燃機関を暖機するために必要となる次回機関暖機必要熱容量である構成としても良い。
【0028】
この構成によれば、前記所定量は、内燃機関を一旦停止させた後に、内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に内燃機関を暖機するために必要となる高温の熱媒体の熱容量である。そのため、内燃機関を暖機した後に蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が所定量より少ない時に、その熱媒体を内燃機関以外の装置に供給してしまうことによって内燃機関の再始動前または再始動時に内燃機関を暖機するために必要となる熱媒体が不足することを防ぐことが出来る。
【0029】
つまり、上記構成によれば、蓄熱容器内に新たな高温の熱媒体が回収される前に内燃機関を一旦停止させた場合においても、次回、内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に内燃機関を暖機するために必要となる熱媒体を蓄熱容器内に確保しておくことによって、内燃機関の暖機を確実に行うことが出来る。
【0030】
また、内燃機関の暖機に必要とされる熱媒体の熱容量は、暖機前の内燃機関の温度に応じて変化する。つまり、暖機前の内燃機関の温度が高ければ暖機に必要とされる熱媒体の熱容量は少なくなり、暖機前の内燃機関の温度が低ければ暖機に必要とされる熱媒体の熱容量は多くなる。
【0031】
そこで、本発明において、前記次回機関暖機必要熱容量は、前記第1循環回路内の前記熱媒体の温度によって決定される構成としても良い。
【0032】
この構成によれば、内燃機関を経由する第1循環回路内の熱媒体の温度によって、内燃機関を一旦停止させた後の内燃機関の再始動前または再始動時に内燃機関を暖機するために必要となる熱媒体の熱容量が決定される。そのため、内燃機関の暖機に対し、過剰または過少に高温の熱媒体を確保することを防ぐことが出来る。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、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。
【0034】
<第1の実施の形態>
図1は本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の冷却水循環系を示す図である。
【0035】
内燃機関1は、軽油を燃料とする圧縮着火式の内燃機関(ディーゼル機関)又はガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関(ガソリン機関)であり、自動車に搭載される機関である。
【0036】
前記内燃機関1は、シリンダヘッド1aとシリンダブロック1bを備えている。シリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bの各々には、本発明に係る熱媒体としての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とが形成され、それらヘッド側冷却水路2aとブロック側冷却水路2bとが相互に連通している。
【0037】
前記ヘッド側冷却水路2aには、第1冷却水路4が接続され、この第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。前記ラジエター5の冷却水流出口は、第2冷却水路6を介してサーモスタットバルブ7に接続されている。
【0038】
前記サーモスタットバルブ7には、前記第2冷却水路6に加えて、第3冷却水路8とバイパス水路9とが接続されている。前記第3冷却水路8は、内燃機関1の機関出力軸(クランクシャフト)の回転トルクを駆動源とする機械式ウォーターポンプ10の吸込口に接続され、前記バイパス水路9は、ヘッド側冷却水路2aに接続されている。
【0039】
前記した機械式ウォーターポンプ10の吐出口には、前記ブロック側冷却水路2bが接続されている。
【0040】
また、前記したサーモスタットバルブ7は、冷却水の温度に応じて、第2冷却水路6とバイパス水路9との何れか一方を遮断する流路切換バルブである。具体的には、サーモスタットバルブ7は、このサーモスタットバルブ7を流れる冷却水の温度が所定の開弁温度:Temp1(例えば、80℃〜90℃)未満であるときは、第2冷却水路6を遮断すると同時にバイパス水路9を開放して、第3冷却水路8とバイパス水路9とを導通させる。前記サーモスタットバルブ7は、該サーモスタットバルブ7を流れる冷却水の温度が前記開弁温度:Temp1以上であるときは、第2冷却水路6を開放すると同時にバイパス水路9を遮断して、第3冷却水路8と第2冷却水路6とを導通させる。
【0041】
次に、前記した第1冷却水路4の途中にはヒータホース11が接続され、このヒータホース11は前記した第3冷却水路8の途中に接続されている。前記ヒータホース11の途中には、冷却水と室内暖房用空気との間で熱交換を行うヒータコア12が配置されている。
【0042】
ヒータホース11においてヒータコア12と第3冷却水路8との間に位置する部位には第1バイパス通路13aが接続され、この第1バイパス通路13aは電動ウォーターポンプ14の冷却水吸い込み口に接続されている。続いて、電動ウォーターポンプ14の冷却水吐出口は第2バイパス通路13bを介して蓄熱容器15の冷却水入口15aに接続されている。更に、蓄熱容器15の冷却水出口15bは、第3バイパス通路13cを介して、ヒータコア12と第1冷却水路4との間に位置するヒータホース11に接続されている。
【0043】
前記蓄熱容器15は、冷却水が持つ熱を蓄熱しつつ冷却水を貯蔵する容器であり、冷却水入口15aから新規の冷却水が流入すると、それと入れ代わりにこの蓄熱容器15内に貯蔵されていた冷却水を前記冷却水出口15bから排出するよう構成されている。尚、蓄熱容器15の冷却水入口15aと冷却水出口15bとの各々には、冷却水の逆流を防止するワンウェイバルブが取り付けられている。
【0044】
前記電動ウォーターポンプ14は、バッテリ43の出力電力を駆動源とするウォーターポンプであり、冷却水吸込口から吸い込んだ冷却水を前記した冷却水吐出口から吐出するよう構成されている。
【0045】
ここで、ヒータコア12と第1冷却水路4との間に位置するヒータホース11において、第3バイパス通路13cの接続部位を基準にして第1冷却水路4側の部位を第1ヒータホース11aと称するとともに、ヒータコア12側の部位を第2ヒータホース11bと称するものとする。更に、ヒータコア12と第3冷却水路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と称するとともに、第3冷却水路8側の部位を第4ヒータホース11dと称するものとする。
【0046】
次に、前記ヒータホース11と前記第3バイパス通路13cとの接続部位には更にウォーマホース19が接続され、このウォーマホース19は前記第3ヒータホース11cの途中に接続されている。前記ウォーマホース19の途中には、冷却水と変速機用油(ATF:Autmatic Transmission Fluid)との間で熱交換を行うATFウォーマ20が配置されている。
【0047】
ここで、前記ウォーマホース19において、前記ヒータホース11と前記第3バイパス通路13cとの接続部位と前記ATFウォーマ20との間の部位を第1ウォーマホース19aと称し、前記ATFウォーマ20と前記第3ヒータホース11cとの接続部位との間の部位を第2ウォーマホース19bと称するものとする。
【0048】
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と第1ウォーマホース19aとの接続部には、流路切換弁16が設けられている。この流路切換弁16は、前記4つの通路の内、何れか1つ以上の通路を選択的に遮断するよう構成されており、ステップモータ等からなるアクチュエータによって駆動される。
【0049】
第3バイパス通路13cにおける蓄熱容器15との連通部近傍には、この第3バイパス通路13c内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する第1水温センサ17が取り付けられている。また、ヘッド側冷却水路2aにおける第1冷却水路4との接続部位近傍には、ヘッド側冷却水路2a内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する第2水温センサ18が取り付けられている。
【0050】
このように構成された冷却水循環系には、当該冷却水循環系の作動状態を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)39が併設されている。このECU39は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM、入力ポート、出力ポート、A/Dコンバータ等から構成される算術論理演算回路である。このECU39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、或いは兼用されるにしてもよい。
【0051】
ECU39には、前述した第1水温センサ17、第2水温センサ18、及びバッテリ43に加えて、車室内に設けられたイグニッションスイッチ40、スタータスイッチ41、及び室内暖房装置のスイッチ(ヒータスイッチ)42が電気的に接続され、それら各種センサの出力信号がECU39へ入力されるようになっている。
【0052】
更に、ECU39は、前述した電動ウォーターポンプ14及び流路切換弁16と電気的に接続され、ECU39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。
【0053】
具体的には、ECU39は、ROMに記憶されているアプリケーションプログラムに従って動作し、前記冷却水循環系における冷却水の循環回路を切り換えるための循環回路切り換え制御を実行する。
【0054】
次に、本実施の形態における内燃機関1の始動前暖機時の冷却水の循環について述べる。
【0055】
図2は、本実施の形態における内燃機関1の始動前暖機時の冷却水の循環を示す図である。
【0056】
ECU39は、内燃機関1の始動前暖機を実行する前に、本発明に係る第2循環回路に相当する第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとを遮断させるべく、本発明に係る循環回路切り換え手段に相当する流路切換弁16を制御する(本発明に係る第1循環回路切り換え制御に相当)。
【0057】
その後、内燃機関1の始動前(内燃機関1のクランキングが開始される前)に、ECU39は、本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出し、電動ウォーターポンプ14を作動させるべくバッテリ43から電動ウォーターポンプ14への電力供給を許容する。
【0058】
ここで、ECU39は本発明に係る暖機実行指令手段に相当し、バッテリ43及び電動ウォーターポンプ14は本発明に係る暖機実行手段に相当する。
【0059】
この場合、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとが連通するとともに、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のみが作動することになる。
【0060】
従って、図2に示すような、電動ウォーターポンプ14→第2バイパス通路13b→蓄熱容器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内燃機関循環回路31(本発明に係る第1循環回路に相当)が成立する。
【0061】
内燃機関循環回路31が成立すると、蓄熱容器15内に貯留されていた高温の冷却水(以下、温水と称する)が、冷却水出口15bから排出され、第3バイパス通路13c、流路切換弁16、第1ヒータホース11a、及び第1冷却水路4を介して内燃機関1のヘッド側冷却水路2aへ流入する。
【0062】
ヘッド側冷却水路2aへ流入した温水は、次いでブロック側冷却水路2bへ流入することになり、流入した温水によってシリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bが加熱され、内燃機関1の暖機が行われる。
【0063】
ここで、ECU39がバッテリ43から電動ウォーターポンプ14への電力供給を許容する時期、即ち、ECU39が本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す時期としては、例えば、▲1▼車両のドアが開けられ、ドアスイッチ(図示なし)がONとなったとき、▲2▼車室内のシートに運転者が着座し、シート内の着座センサ(図示なし)がON信号を発信したとき、▲3▼車両停止時にONとなっていた盗難防止装置が車両発進のためにOFFとなったとき、等を例示することが出来る。
【0064】
また、例えば、上記▲2▼車室内のシートに運転者が着座し、シート内の着座センサ(図示なし)がON信号を発信したときに、ECU39がバッテリ43から電動ウォーターポンプ14への電力供給を許容するとした場合、流路切換弁16を制御することによって冷却水の循環回路を内燃機関循環回路31側に切り換える時期、即ち、本発明に係る第1循環回路切り換え制御を行う時期としては、車両のドアが開けられ、ドアスイッチ(図示なし)がONとなったとき、等が例示出来る。
【0065】
また、流路切換弁16を制御することによって冷却水の循環回路を内燃機関循環回路31側に切り換える時期、即ち、本発明に係る第1循環回路切り換え制御を行う時期は、内燃機関1が停止されたときとしても良い。この場合、内燃機関1の始動前暖機を実行する時点では、冷却水の循環回路は内燃機関循環回路31側に切り換わっていることになる。
【0066】
本実施の形態によれば、ECU39がバッテリ43から電動ウォーターポンプ14への電力供給を許容する前、即ち、ECU39が本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す前に、流路切換弁16によって第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとが遮断され、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとが連通し、冷却水の循環回路は内燃機関循環回路31側に切り換わる。そのため、電動ウォーターポンプ14が作動した後、蓄熱容器15から流出した温水が第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとに流入することを防ぐことが出来る。
【0067】
次に、本実施の形態において内燃機関1が停止されたときに冷却水の循環回路を内燃機関循環回路31側に切り換える場合の循環回路切り換え制御について図3に沿って具体的に説明する。
図3は、本実施の形態における、内燃機関停止時の冷却水の循環回路切り換え制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【0068】
先ず、ECU39は、S101において、イグニッションスイッチ40がOFFとなったか否かを判別する。
【0069】
前記S101において、イグニッションスイッチ40がOFFとなっていないと判断された場合は、ECU39は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0070】
前記S101において、イグニッションスイッチ40がOFFになったと判断された場合は、ECU39は、S102に進み、内燃機関1の停止指令を出す。
【0071】
次に、ECU39は、S103に進み、第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとを遮断し、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとを連通させるべく流路切換弁16を制御する(即ち、本発明に係る第1循環回路切り換え制御を行う)。
【0072】
前記S103において第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとを遮断し、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとを連通させた後、S104において、ECU39は停止し本ルーチンの実行を終了する。
【0073】
本ルーチンのS104において停止したECU39は、次回、内燃機関1の暖機を実行する前に再起動する。例えば、前述した▲1▼、▲2▼、▲3▼等の時期にECU39は起動するとしても良い。この場合、ECU39は起動した後に本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す。
【0074】
本ルーチンを実行することにより、内燃機関1が停止されたときに、第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとが遮断され、第1ヒータホース11aと第3バイパス通路13cとを連通される、つまり、冷却水の循環回路が上記した内燃機関循環回路31側に切り換えられる。
【0075】
従って、次回、内燃機関1の始動前に内燃機関1の暖機を実行する時点(ECU39から本発明に係る内燃機関暖機実行指令が出される時点)では、冷却水の循環回路は内燃機関循環回路31側となっているため、内燃機関の1の暖機開始後、蓄熱容器15から循環回路に流出した温水が第2ヒータホース11bと第1ウォーマホース19aとに流出することはない。
【0076】
また、内燃機関1の暖機開始後すぐに蓄熱容器15内に貯留されていた温水が内燃機関1へ供給されることになる。
【0077】
本実施の形態においては、内燃機関1の始動前暖機よりも前に前記した第1循環回路切り換え制御を行っているが、内燃機関1の始動前暖機を行わず、内燃機関1の始動時に内燃機関1の暖機を実行する場合においても同様に、ECU39が本発明に係る内燃機関暖機実行指令を出す前に上記第1循環回路切り換え制御を行う。
【0078】
内燃機関1の始動時に内燃機関1の暖機を実行する場合、ECU39から内燃機関1の始動指令が出され、内燃機関1の始動と共に機械式ウォーターポンプ10が作動する。機械式ウォーターポンプ10が作動することによって内燃機関循環回路31を温水が循環し内燃機関1が暖機される。このとき、上記第1循環回路切り換え制御は、ECU39から内燃機関1の始動指令が出される前(例えば、内燃機関1の停止時)に行われる。
【0079】
<第2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第2の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【0080】
本実施の形態における蓄熱装置を備えた内燃機関の構成は図1と同様である。
【0081】
本実施の形態においては、内燃機関1の始動前暖機終了後、蓄熱容器15内に残った温水の量が所定値以上であり、且つ、必要があればヒータコア12、ATFウォーマ20等の内燃機関1以外の装置へ蓄熱容器15内に残った温水を供給する。
【0082】
図4は、本実施の形態におけるヒータコア12へ温水を供給するときの冷却水の循環回路を示す図である。また、図5は、ATFウォーマ20へ温水を供給するときの冷却水の循環回路を示す図である。
【0083】
内燃機関1の始動前暖機終了後、蓄熱容器15内に残った温水の量が所定値以上であり、且つ、ヒータコア12へ温水を供給する必要のある場合、ECU39は、第1ヒータホース11aと第1ウォーマホース19aとを遮断させ、第2ヒータホース11bと第3バイパス通路13cとを連通させるべく、本発明に係る循環回路切り換え手段に相当する流路切換弁16を制御する(本発明に係る第2循環回路切り換え制御に相当)。
【0084】
その後、ECU39が電動ウォーターポンプ14を作動させることにより、図4に示すような、電動ウォーターポンプ14→第2バイパス通路13b→蓄熱容器15→第3バイパス通路13c→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ヒータコア循環回路32(本発明に係る第2循環回路に相当)が成立する。
【0085】
上記ヒータ循環回路32が成立すると、蓄熱容器15内に貯留されている温水がヒータコア12に供給される。
【0086】
また、内燃機関1の始動前暖機終了後、蓄熱容器15内に残った温水の量が所定値以上であり、且つ、ATFウォーマ20へ温水を供給する必要のある場合は、ECU39は、第1ヒータホース11aと第2ヒータホース11bとを遮断させ、第1ウォーマホース19aと第3バイパス通路13cとを連通させるべく、本発明に係る循環回路切り換え手段に相当する流路切換弁16を制御する(本発明に係る第2循環回路切り換え制御に相当)。
【0087】
その後、ECU39が電動ウォーターポンプ16を作動させることにより、図5に示すような、電動ウォーターポンプ14→第2バイパス通路13b→蓄熱容器15→第3バイパス通路13c→流路切換弁16→第1ウォーマホース19a→ATFウォーマ20→第2ウォーマホース19b→第3ヒータホース11c→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ATFウォーマ循環回路33(本発明に係る第2循環回路に相当)が成立する。
【0088】
上記ATFウォーマ循環回路33が成立すると、蓄熱容器15内に貯留されている温水がATFウォーマ20に供給される。
【0089】
次に、本実施の形態において、内燃機関1の始動前暖機が終了した後、ヒータコア12およびまたはATFウォーマ20等の内燃機関1以外の装置へ温水を供給する場合の温水供給制御について図9に沿って具体的に説明する。
図9は、本実施の形態において、内燃機関1の始動前暖機が終了した後、ヒータコア12およびまたはATFウォーマ20等の内燃機関1以外の装置へ温水を供給する場合の温水供給制御ルーチンを示すフローチャート図である。
【0090】
先ず、ECU39は、S201において、内燃機関1の始動前暖機が終了したか否かを判別する。例えば、内燃機関1の始動前暖機時に作動している電動ウォーターポンプ14へのバッテリ43からの電力供給が停止していれば、ECU39は内燃機関1の始動前暖機が終了したと判断する。
【0091】
前記S201において、内燃機関1の始動前暖機が終了していないと判断された場合は、ECU39は本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0092】
前記S201において、内燃機関1の始動前暖機が終了したと判断された場合は、ECU39は、S202に進み、内燃機関1の始動前暖機時に蓄熱容器15から内燃機関1へ供給した温水の量である始動前暖機時温水供給量Vphを算出する。
【0093】
冷却水は温度によって粘度が変化するため、図6に示すとおり、電動ウォータポンプ14の作動時間(即ち、内燃機関1の始動前暖機実施時間)が同じであっても温度が高いほど、内燃機関1の始動前暖機時に蓄熱容器15から内燃機関1へ供給した温水の量である始動前暖機時温水供給量Vphは多くなる。
【0094】
ECU39のROMなどには、図6に示すような、始動前暖機時温水供給量Vphと、第2水温センサ18によって検出された内燃機関1の始動前暖機前の内燃機関内水温Tef、と内燃機関1の始動前暖機実施時間、即ち、電動ウォーターポンプ14の作動時間tppと、の関係が3次元マップとしてあらかじめ記録されている。
【0095】
ECU39は、前記S202において、この3次元マップに基づき上記始動前暖機時温水供給量Vphを算出する。
【0096】
次に、ECU39はS203に進み、蓄熱容器15の容量V0から前記S202にて算出した始動前暖機時温水供給量Vphを減算することによって蓄熱容器15内に残っている温水の量である蓄熱容器内残湯量Vlefを算出する。
ここで、ECU39は本発明に係る熱媒体熱容量算出手段に相当する。
【0097】
ECU39は、前記S203にて蓄熱容器内残湯量Vlefを算出した後、S204に進み、次回、内燃機関1を始動するときの内燃機関1の始動前暖機のために必要となる温水の量である次回始動前暖機時温水供給量Vres(本発明に係る次回機関暖機必要熱容量に相当)を算出する。
【0098】
内燃機関1の温度と蓄熱容器15内に貯留されている温水の温度とに応じて、次回、内燃機関1を始動するときの内燃機関1の始動前暖機のために必要となる温水の量である次回始動前暖機時温水供給量Vresは変化する。つまり、図7に示すとおり、内燃機関1の始動前暖機後の内燃機関内水温Teaが高いほど、また、蓄熱容器15内に残っている温水の温度Tcが高いほど、次回始動前暖機時温水供給量Vresは少なくなる。
【0099】
ECU39のROMなどには、図7に示すような、次回始動前暖機時温水供給量Vresと、第2水温センサ18によって検出された内燃機関1の始動前暖機後の内燃機関内水温Teaと、第1水温センサ17によって検出された蓄熱容器出口水温Tcと、の関係が3次元マップとしてあらかじめ記録されている。
【0100】
ECU39は、前記S204において、この3次元マップに基づき、前記次回始動前暖機時温水供給量Vresを算出する。
【0101】
次に、ECU39はS205に進み、前記S203にて算出した蓄熱容器内残湯量Vlefから前記S204にて算出した次回始動前暖機時温水供給量Vresを減算することによって、内燃機関1の始動前暖機後に、ヒータコア12およびまたはATFウォーマ20等の内燃機関以外の装置へ供給できる温水の量であるアフターヒート温水供給量Vahを算出する。
【0102】
ECU39は、前記S205にてアフターヒート温水供給量Vahを算出した後、S206に進み、前記S205にて算出されたアフターヒート温水供給量Vahが0より多いか否かを判別する。
【0103】
前記S206において、アフターヒート温水供給量Vahが0以下と判断された場合は、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【0104】
前記S206において、アフターヒート温水供給量Vahが0以上と判断された場合は、ECU39は、S207に進み、ヒータコア12およびまたはATFウォーマ20等の内燃機関1以外の装置の状態に応じて、どの装置へ蓄熱容器15内に残った温水を供給するかを決定する。
【0105】
次に、ECU39は、S208に進み、前記S207において決定された温水の供給先である内燃機関1以外の装置(例えば、ヒータコア12およびまたはATFウォーマ20等)へ蓄熱容器15内に残った温水を供給することが可能となるように冷却水の循環回路を切り換える。
【0106】
例えば、前記S207において、温水の供給先がヒータコア12と決定された場合は、ECU39は、第1ヒータホース11aと第1ウォーマホース19aとを遮断させ、第2ヒータホース11bと第3バイパス通路13cとを連通させるべく流路切換弁16を制御する。また、例えば、前記S207において、温水の供給先がATFウォーマ20と決定された場合は、ECU39は、第1ヒータホース11aと第2ヒータホース11bとを遮断させ、第1ウォーマホース19aと第3バイパス通路13cとを連通させるべく流路切換弁16を制御する。
【0107】
次に、ECU39は、前記S208において、温水の供給先となる内燃機関1以外の装置側へ冷却水の循環回路を切り換えた後、S209に進み、温水の供給先として決定された内燃機関以外の装置へ温水を供給するために温水を循環させる電動ウォーターポンプ14の必要作動時間tahを算出する。
【0108】
上記したように冷却水は温度によって粘度が変化するため、前記S205にて算出された、内燃機関以外の装置に供給する温水の量であるアフターヒート温水供給量Vahが同じであっても、内燃機関以外の装置へ温水を供給するために温水を循環させる電動ウォーターポンプ14の必要作動時間tahは異なる。つまり、図8に示すとおり、内燃機関1の始動前暖機後の内燃機関内水温Teaが高いほど電動ウォーターポンプ必要作動時間tahは短くなる。また、アフターヒート温水供給量Vahが多いほど電動ウォーターポンプ必要作動時間tahは長くなる。
【0109】
ECU39のROMなどには、図8に示すような、電動ウォーターポンプ必要作動時間tahと、第2水温センサ18によって検出された内燃機関1の始動前暖機後の内燃機関内水温Teaと、アフターヒート温水供給量Vahと、の関係が3次元マップとしてあらかじめ記録されている。
【0110】
ECU39は、前記S209において、この3次元マップに基づき、上記電動ウォーターポンプ必要作動時間tahを算出する。
【0111】
次に、ECU39は、S210に進み、バッテリ43から電動ウォーターポンプ14への電力供給を許容し、電動ウォーターポンプ14を作動させる。
【0112】
ECU39は、S211において、電動ウォーターポンプ14の作動時間tpが前記S209にて算出された電動ウォーターポンプ必要作動時間tahを経過したか否かを判別する。
【0113】
ECU39は、前記S211において、電動ウォーターポンプ14の作動時間tpが上記電動ウォーターポンプ必要作動時間tahを経過していないと判断した場合は電動ウォーターポンプ14の作動を継続し、電動ウォーターポンプ14の作動時間tpが上記電動ウォーターポンプ必要作動時間tahを経過したと判断した場合は、S212に進み、電動ウォーターポンプ14の作動を停止させ本ルーチンの実行をする。
【0114】
このように、本ルーチンを実行することによって、内燃機関1を一旦停止させた後、次回、内燃機関1を再始動させる前に内燃機関1の始動前暖機をするために必要となる温水を蓄熱容器15内に確保しておくことが出来る。そのため、内燃機関1以外に温水を供給した後、蓄熱容器15内に新たな温水が回収される前に内燃機関1が停止された場合であっても、次回、内燃機関1の再始動させる前の内燃機関1の始動前暖機を十分に行うことが出来る。
【0115】
尚、本実施の形態にあっては、内燃機関1の暖機は内燃機関1の始動前暖機としたが、内燃機関1の始動時の暖機としても良い。
【0116】
【発明の効果】
本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関によれば、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関を暖機する際に、暖機実行指令手段から暖機実行手段に内燃機関暖機実行指令が出される前の時点で、内燃機関を経由して熱媒体が循環する第1循環回路に熱媒体の循環回路が切り換えられているため、内燃機関以外に高温の熱媒体が供給されることがなくなると共に、内燃機関の暖機開始後、すぐに高温の熱媒体が内燃機関に供給されることになり、内燃機関の暖機を速やかに行うことが出来る。
【0117】
また、内燃機関を一旦停止させた後、次回、内燃機関の始動前または始動時に内燃機関を暖機するために必要となる高温の熱媒体を蓄熱容器内に確保しておくことによって、内燃機関を暖機するための熱媒体が不足することを防ぐことが出来る。
【0118】
この結果、本発明に係る蓄熱容器を備えた内燃機関によれば、暖機効率を悪化させることなく確実に内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関の冷却水循環系を示す図
【図2】第1の実施の形態における、蓄熱装置を備えた内燃機関の始動前暖機時の冷却水の循環を示す図
【図3】第1の実施の形態における、内燃機関停止時の第1循環回路切り換え制御を示すフローチャート図
【図4】第2の実施の形態における、 蓄熱装置を備えた内燃機関のヒータコアへ温水を供給するときの循環回路を示す図
【図5】第2の実施の形態における、 蓄熱装置を備えた内燃機関のATFウォーマへ温水を供給するときの循環回路を示す図
【図6】始動前暖機前内燃機関内水温と電動ウォータポンプ作動時間と始動前暖機時温水供給量との関係を示す図
【図7】始動前暖機後内燃機関内水温と蓄熱容器出口水温と次回始動前暖機時温水供給量との関係を示す図
【図8】始動前暖機後内燃機関内水温とアフターヒート温水供給量と電動ウォータポンプ必要作動時間との関係を示す図
【図9】第2の実施例における、内燃機関以外の装置へ温水を供給する場合の温水供給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・・・シリンダヘッド
1b・・・シリンダブロック
2a・・・ヘッド側冷却水路
2b・・・ブロック側冷却水路
5・・・・ラジエータ
10・・・機械式ウォータポンプ
11a・・・第1ヒータホース
11b・・・第2ヒータホース
11c・・・第3ヒータホース
11d・・・第4ヒータホース
12・・・ヒータコア
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
14・・・電動ウォーターポンプ
15・・・蓄熱容器
15a・・・冷却水入口
15b・・・冷却水出口
16・・・流路切換弁
17・・・第1水温センサ
18・・・第2水温センサ
19a・・・第1ウォーマホース
19b・・・第2ウォーマホース
20・・・ATFウォーマ
31・・・内燃機関循環回路
32・・・ヒータコア循環回路
33・・・ATFウォーマ循環回路
39・・・ECU
40・・・イグニッションスイッチ
41・・・スタータスイッチ
42・・・ヒータスイッチ
43・・・バッテリ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and particularly to an internal combustion engine provided with a heat storage device capable of storing a heat medium such as cooling water in a heat storage state.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, an internal combustion engine equipped with a heat storage device has been proposed for an internal combustion engine mounted on an automobile or the like for the purpose of improving cold startability, combustion stability, exhaust emission, indoor heating performance, and the like.
[0003]
As an internal combustion engine provided with such a heat storage device, for example, there is an internal combustion engine as described in JP-A-2002-4855. An internal combustion engine provided with a heat storage device described in this publication includes an internal combustion engine body that is cooled or heated by circulation of a heat medium, and a heater core that performs heat exchange between the heat medium and air for heating a vehicle interior. A heat medium circulation circuit that circulates a heat medium via the internal combustion engine body and the heater core, a bypass passage connected to the heat medium circulation circuit so as to bypass the heater core, and a heat passage provided in the bypass passage. A heat storage container for storing the heat of the medium, and a pump mechanism provided in the bypass passage for pumping the heat medium in the bypass passage are provided.
[0004]
In the internal combustion engine provided with the heat storage device as described above, the heat storage container and the pump mechanism are located in parallel with the heater core in the flow direction of the heat medium, so that the internal combustion engine, the heater core, the heat storage container, and the pump mechanism are connected to each other. It is possible to selectively establish a circulation circuit that passes only through the internal combustion engine, the heat storage container, and the pump mechanism, and a circulation circuit that passes only through the internal combustion engine and the heater core.
[0005]
Therefore, the high-temperature heat medium is circulated through a desired circulation circuit, and the amount of heat of the heat medium is selectively transmitted to the internal combustion engine or the heater core, thereby improving the efficiency of preheating the internal combustion engine and improving the performance for heating the passenger compartment. Can be realized.
[0006]
Further, as an internal combustion engine provided with the above-described heat storage device, for example, there is a warm-up control device described in JP-A-2002-89668. The warm-up control device disclosed in this publication includes a heat storage tank in a cooling water system of the internal combustion engine, stores high-temperature cooling water in the heat storage tank while keeping it warm, and stores the cooling water stored in the heat storage tank with the internal combustion engine. In a warm-up control device that performs warm-up by supplying the cooling water to the transmission, the ratio of the amount of cooling water supplied from the heat storage tank to the internal combustion engine and the transmission is determined according to the temperature of the internal combustion engine and the transmission. It is configured to be set.
[0007]
In the warm-up control device as described above, the above-described configuration makes it possible to perform an appropriate warm-up operation for the internal combustion engine and the transmission in accordance with the respective temperature conditions. Can be prevented from deteriorating.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The internal combustion engine provided with the heat storage device as described above passes through a first circulation circuit through which the heat medium circulates via the internal combustion engine, and a device other than the internal combustion engine such as a heater core and a transmission for heating the vehicle compartment. A second circulation circuit through which the heat medium circulates, and switches the heat medium circulation circuit according to the state of the internal combustion engine or a device other than the internal combustion engine (for example, temperature).
[0009]
Here, conventionally, when warming up the internal combustion engine at or before the start of the internal combustion engine, for example, a warm-up execution instruction of the internal combustion engine is issued from a warm-up execution instruction means such as an ECU mounted on the vehicle. The circulation circuit of the heat medium is switched by circulation circuit switching means such as a flow path switching valve so that the high-temperature heat medium discharged and supplied from the heat storage container circulates in the first circulation circuit. Then, the high-temperature heat medium circulates through the first circulation circuit, whereby the heat of the heat medium is transmitted to the internal combustion engine, and the internal combustion engine is warmed up.
[0010]
However, in the internal combustion engine equipped with the conventional heat storage device, when the internal combustion engine is warmed up, after the internal combustion engine is warmed up from a warming up execution command unit such as an ECU, the flow path is increased. It takes time (for example, about 5 seconds) before the circulation circuit of the heat medium is actually switched to the first circulation circuit by the circulation circuit switching means such as the switching valve. Therefore, after a warm-up execution command such as an ECU issues a warm-up execution command for the internal combustion engine and the supply of a high-temperature heat medium from the heat storage container is started, the circulation circuit for the heat medium is completely switched to the first circuit. Until switching to the circulation circuit, the high-temperature heat medium supplied from the heat storage container also flows to the second circulation circuit.
[0011]
Therefore, a high-temperature heat medium is also supplied to devices other than the internal combustion engine, so that the warm-up efficiency of the internal combustion engine deteriorates.
[0012]
Further, after the warm-up execution command means issues a warm-up execution command for the internal combustion engine, the supply of the high-temperature heat medium from the heat storage container is started after the heat medium circulation circuit is completely switched to the first circulation circuit. In such a case, the time until the heat medium is actually supplied to the internal combustion engine becomes longer.
[0013]
Accordingly, the time required for the internal combustion engine to be warmed up becomes longer, so that the warming efficiency of the internal combustion engine also deteriorates.
[0014]
Further, in an internal combustion engine equipped with a heat storage device as described above, after the internal combustion engine has been warmed up, it is necessary to supply a high-temperature heat medium to devices other than the internal combustion engine, such as a vehicle interior heater core and a transmission. Supplies a high-temperature heat medium supplied from the heat storage container to a device other than the internal combustion engine by switching a heat medium circulation circuit to a second circulation circuit in which the heat medium circulates via the device other than the internal combustion engine. . Furthermore, after supplying the high-temperature heat medium to the device other than the internal combustion engine, the internal combustion engine is stopped before a new high-temperature heat medium is recovered in the heat storage container, and then before restarting the internal combustion engine or When the internal combustion engine is warmed up when the internal combustion engine is restarted, the internal combustion engine is supplied by supplying a high-temperature heat medium to a device other than the internal combustion engine and then supplying the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container to the internal combustion engine. The engine will be warmed up.
[0015]
Therefore, if an excessive amount of heat medium is supplied when supplying a high-temperature heat medium stored in the heat storage container to a device other than the internal combustion engine, warming up of the internal combustion engine before or during restart of the internal combustion engine is performed. Insufficient heat medium is required to perform the heat treatment sufficiently. As a result, it becomes impossible to reliably warm up the internal combustion engine.
[0016]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an internal combustion engine equipped with a heat storage device, before or at the time of starting the internal combustion engine, it is possible to reliably warm up the internal combustion engine without deteriorating the warm-up efficiency. It is an object of the present invention to provide a technology capable of performing a machine.
[0017]
[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 storage container for storing a heat medium in a heat storage state,
A first circulation circuit through which the heat medium circulates via an internal combustion engine;
A second circulation circuit in which the heat medium circulates via a device other than the internal combustion engine,
Warm-up execution means for executing warm-up of the internal combustion engine before or at the time of starting of the internal combustion engine by the high-temperature heat medium stored in the heat storage container,
Warm-up execution command means for issuing an internal-combustion engine warm-up execution command to the warm-up execution means to execute warm-up of the internal combustion engine;
Circulating circuit switching means for switching between the first circulating circuit and the second circulating circuit,
Before the warm-up execution command unit issues the internal-combustion engine warm-up execution command to the warm-up execution unit, the first circulation circuit switching unit switches the heat medium circulation circuit to the first circulation circuit by the circulation circuit switching unit. Control was performed.
[0018]
According to this configuration, when warming up the internal combustion engine before or at the time of starting the internal combustion engine, the internal combustion engine is warmed up from the warming-up execution command unit to the warming-up execution unit so that the internal combustion engine is warmed up. Although the command is issued, before the internal combustion engine warm-up execution command is issued from the warm-up execution command means, the circulation circuit of the heat medium has been switched to the first circulation circuit.
[0019]
For this reason, when the warm-up is executed by the warm-up execution means and the supply of the high-temperature heat medium from the heat storage container is started, the circulation circuit of the heat medium has already been switched to the first circulation circuit. Therefore, it is possible to prevent the high-temperature heat medium from flowing into the second circulation circuit.
[0020]
That is, according to the above configuration, when warming up the internal combustion engine before or at the time of starting the internal combustion engine, the high-temperature heat medium is not supplied to devices other than the internal combustion engine. In addition, immediately after the start of warming up the internal combustion engine, a high-temperature heat medium is supplied to the internal combustion engine, so that the warming up of the internal combustion engine is quickly executed. Therefore, the internal combustion engine can be warmed up without deteriorating the warming-up efficiency.
[0021]
Here, in the present invention, the first circulation circuit switching control may be performed when the internal combustion engine is stopped.
[0022]
According to this configuration, when the internal combustion engine is stopped, the heat medium circulation circuit is switched to the first circulation circuit. Therefore, before the next start of the internal combustion engine, the heat medium circulation circuit is already in the first circulation circuit. It has a circulation circuit.
[0023]
Therefore, when warming up the internal combustion engine before or at the time of starting the internal combustion engine, it is possible to prevent a high-temperature heat medium from being supplied to devices other than the internal combustion engine. In addition, immediately after the start of warming up the internal combustion engine, a high-temperature heat medium is supplied to the internal combustion engine, so that the warming up of the internal combustion engine is quickly executed. Therefore, the internal combustion engine can be warmed up without deteriorating the warming-up efficiency.
[0024]
Further, the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention,
A heat storage container for storing a heat medium in a heat storage state,
A first circulation circuit through which the heat medium circulates via an internal combustion engine;
A second circulation circuit in which the heat medium circulates via a device other than the internal combustion engine,
Heat medium heat capacity calculating means for calculating the heat capacity of the high temperature heat medium remaining in the heat storage container after circulating the high temperature heat medium stored in the heat storage container through the first circulation circuit and warming up the internal combustion engine. When,
Circulating circuit switching means for switching between the first circulating circuit and the second circulating circuit,
The heat capacity of the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container after warming up the internal combustion engine calculated by the heat medium heat capacity calculation means is equal to or more than a predetermined amount, and a high-temperature heat medium is supplied to a device other than the internal combustion engine. When it is necessary to supply the heat medium, the circulation circuit switching means performs the second circulation circuit switching control for switching the circulation circuit to the second circulation circuit.
[0025]
According to this configuration, the heat capacity of the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container after warming up the internal combustion engine is equal to or more than a predetermined amount, and it is necessary to supply the high-temperature heat medium to devices other than the internal combustion engine. In some cases, the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container is circulated through the second circulation circuit, that is, supplied to a device other than the internal combustion engine.
[0026]
In other words, when the heat capacity of the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container is smaller than the predetermined amount, it is possible to prevent the high-temperature heat medium from being supplied to devices other than the internal combustion engine.
[0027]
Here, after the internal combustion engine is once stopped, the predetermined amount is required to warm up the internal combustion engine next time before or at the next restart of the internal combustion engine. The heat capacity may be used.
[0028]
According to this configuration, the predetermined amount is a heat capacity of a high-temperature heat medium required to warm up the internal combustion engine before or when the internal combustion engine is restarted after the internal combustion engine is once stopped. is there. Therefore, when the heat capacity of the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container after warming up the internal combustion engine is smaller than a predetermined amount, the heat medium is supplied to a device other than the internal combustion engine, so that the internal combustion engine is restarted. Alternatively, it is possible to prevent a shortage of a heat medium required for warming up the internal combustion engine at the time of restart.
[0029]
In other words, according to the above configuration, even if the internal combustion engine is temporarily stopped before the new high-temperature heat medium is recovered in the heat storage container, the internal combustion engine is restarted next time or when the internal combustion engine is restarted next time. By securing the heat medium necessary for warming up the engine in the heat storage container, the internal combustion engine can be reliably warmed up.
[0030]
The heat capacity of the heat medium required for warming up the internal combustion engine changes according to the temperature of the internal combustion engine before warming up. In other words, if the temperature of the internal combustion engine before warm-up is high, the heat capacity of the heat medium required for warm-up decreases, and if the temperature of the internal combustion engine before warm-up is low, the heat capacity of the heat medium required for warm-up Will increase.
[0031]
Therefore, in the present invention, the heat capacity required for the next engine warm-up may be determined by the temperature of the heat medium in the first circulation circuit.
[0032]
According to this configuration, in order to warm up the internal combustion engine before or at the time of restarting the internal combustion engine after the internal combustion engine is temporarily stopped, based on the temperature of the heat medium in the first circulation circuit that passes through the internal combustion engine. The necessary heat capacity of the heat medium is determined. Therefore, it is possible to prevent a heat medium having an excessively high or low temperature from being secured for warming up the internal combustion engine.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a specific embodiment of an internal combustion engine including a heat storage device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a cooling water circulation system of an internal combustion engine provided with a heat storage device according to the present invention.
[0035]
The internal combustion engine 1 is a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine) using light oil as fuel or a spark ignition type internal combustion engine (gasoline engine) using gasoline as fuel, and is an engine mounted on an automobile.
[0036]
The internal combustion engine 1 includes a cylinder head 1a and a cylinder block 1b. In each of the cylinder head 1a and the cylinder block 1b, a head-side cooling water passage 2a and a block-side cooling water passage 2b for flowing cooling water as a heat medium according to the present invention are formed. The block side cooling water passage 2b communicates with each other.
[0037]
A first cooling water passage 4 is connected to the head-side cooling water passage 2 a, and the first cooling water passage 4 is connected to a cooling water inlet of a radiator 5. The cooling water outlet of the radiator 5 is connected to a thermostat valve 7 via a second cooling water passage 6.
[0038]
A third cooling water passage 8 and a bypass water passage 9 are connected to the thermostat valve 7 in addition to the second cooling water passage 6. The third cooling water passage 8 is connected to a suction port of a mechanical water pump 10 driven by rotational torque of an engine output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1, and the bypass water passage 9 is connected to the head-side cooling water passage 2a. It is connected to the.
[0039]
The block-side cooling water passage 2b is connected to a discharge port of the mechanical water pump 10.
[0040]
The thermostat valve 7 is a flow path switching valve that shuts off one of the second cooling water passage 6 and the bypass water passage 9 according to the temperature of the cooling water. Specifically, the thermostat valve 7 shuts off the second cooling water passage 6 when the temperature of the cooling water flowing through the thermostat valve 7 is lower than a predetermined valve opening temperature: Temp1 (for example, 80 ° C. to 90 ° C.). At the same time, the bypass water passage 9 is opened to make the third cooling water passage 8 and the bypass water passage 9 conductive. When the temperature of the cooling water flowing through the thermostat valve 7 is equal to or higher than the valve opening temperature: Temp1, the thermostat valve 7 opens the second cooling water passage 6 and simultaneously shuts off the bypass water passage 9 to form the third cooling water passage. 8 and the second cooling water passage 6.
[0041]
Next, a heater hose 11 is connected in the middle of the first cooling water passage 4, and the heater hose 11 is connected in a middle of the third cooling water passage 8. In the middle of the heater hose 11, a heater core 12 for exchanging heat between cooling water and air for indoor heating is arranged.
[0042]
A first bypass passage 13a is connected to a portion of the heater hose 11 located between the heater core 12 and the third cooling water passage 8, and the first bypass passage 13a is connected to a cooling water suction port of the electric water pump 14. I have. Subsequently, the cooling water discharge port of the electric water pump 14 is connected to the cooling water inlet 15a of the heat storage container 15 via the second bypass passage 13b. Further, the cooling water outlet 15b of the heat storage container 15 is connected to the heater hose 11 located between the heater core 12 and the first cooling water passage 4 via the third bypass passage 13c.
[0043]
The heat storage container 15 is a container for storing the cooling water while storing the heat of the cooling water. When new cooling water flows in from the cooling water inlet 15a, it is stored in the heat storage container 15 instead of the new cooling water. The cooling water is configured to be discharged from the cooling water outlet 15b. A one-way valve for preventing the backflow of the cooling water is attached to each of the cooling water inlet 15a and the cooling water outlet 15b of the heat storage container 15.
[0044]
The electric water pump 14 is a water pump that uses the output power of the battery 43 as a drive source, and is configured to discharge the cooling water sucked from the cooling water suction port from the cooling water discharge port.
[0045]
Here, in the heater hose 11 located between the heater core 12 and the first cooling water passage 4, a portion on the first cooling water passage 4 side with respect to a connection portion of the third bypass passage 13c is referred to as a first heater hose 11a. At the same time, a portion on the side of the heater core 12 is referred to as a second heater hose 11b. Further, in the heater hose 11 located between the heater core 12 and the third cooling water passage 8, a portion on the heater core 12 side with respect to a connection portion of the first bypass passage 13a is referred to as a third heater hose 11c, and The portion on the cooling water channel 8 side is referred to as a fourth heater hose 11d.
[0046]
Next, a warmer hose 19 is further connected to a connection portion between the heater hose 11 and the third bypass passage 13c, and the warmer hose 19 is connected in the middle of the third heater hose 11c. In the middle of the warmer hose 19, an ATF warmer 20 for exchanging heat between cooling water and transmission oil (ATF: Automatic Transmission Fluid) is arranged.
[0047]
Here, in the warmer hose 19, a portion between the connection portion between the heater hose 11 and the third bypass passage 13c and the ATF warmer 20 is referred to as a first warmer hose 19a, and the ATF warmer 20 and the A part between the three heater hose 11c and the connection part is referred to as a second warmer hose 19b.
[0048]
A passage switching valve 16 is provided at a connection between the first heater hose 11a, the second heater hose 11b, the third bypass passage 13c, and the first warmer hose 19a. The flow path switching valve 16 is configured to selectively block any one or more of the four paths, and is driven by an actuator such as a step motor.
[0049]
A first water temperature sensor 17 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing in the third bypass passage 13c is attached near a portion of the third bypass passage 13c communicating with the heat storage container 15. Further, a second water temperature sensor 18 that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing in the head-side cooling water passage 2a is attached near the connection portion of the head-side cooling water passage 2a with the first cooling water passage 4. I have.
[0050]
An electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 39 for controlling the operation state of the cooling water circulation system is provided in the cooling water circulation system configured as described above. The ECU 39 is an arithmetic and logic operation circuit including a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, an input port, an output port, an A / D converter, and the like. The ECU 39 may be provided independently of the ECU for controlling the operating state of the internal combustion engine 1, or may be used in combination.
[0051]
The ECU 39 includes an ignition switch 40, a starter switch 41, and a switch (heater switch) 42 of an indoor heating device provided in the vehicle compartment, in addition to the first water temperature sensor 17, the second water temperature sensor 18, and the battery 43 described above. Are electrically connected, and output signals of these various sensors are input to the ECU 39.
[0052]
Further, the ECU 39 is electrically connected to the electric water pump 14 and the flow path switching valve 16 described above, so that the ECU 39 can control the electric water pump 14 and the flow path switching valve 16.
[0053]
Specifically, the ECU 39 operates according to an application program stored in the ROM, and executes a circulation circuit switching control for switching a circulation circuit of the cooling water in the cooling water circulation system.
[0054]
Next, circulation of the cooling water at the time of warming up the internal combustion engine 1 before starting according to the present embodiment will be described.
[0055]
FIG. 2 is a diagram showing circulation of cooling water at the time of warming-up of the internal combustion engine 1 according to the present embodiment before starting.
[0056]
The ECU 39 performs the circulation according to the present invention so as to shut off the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a corresponding to the second circulation circuit according to the present invention before performing the pre-start-up warm-up of the internal combustion engine 1. The flow path switching valve 16 corresponding to the circuit switching means is controlled (corresponding to the first circulation circuit switching control according to the present invention).
[0057]
Thereafter, before starting the internal combustion engine 1 (before the cranking of the internal combustion engine 1 is started), the ECU 39 issues an internal combustion engine warm-up execution command according to the present invention, and the battery 43 to operate the electric water pump 14. Power supply to the electric water pump 14 is allowed.
[0058]
Here, the ECU 39 corresponds to a warm-up execution command unit according to the present invention, and the battery 43 and the electric water pump 14 correspond to a warm-up execution unit according to the present invention.
[0059]
In this case, the first heater hose 11a and the third bypass passage 13c communicate with each other, and the mechanical water pump 10 does not operate, and only the electric water pump 14 operates.
[0060]
Therefore, as shown in FIG. 2, the electric water pump 14 → the second bypass passage 13b → the heat storage container 15 → the third bypass passage 13c → the flow switching valve 16 → the first heater hose 11a → the first cooling water passage 4 → the head side. An internal combustion engine circulation circuit 31 (in which cooling water flows in the order of the cooling water passage 2a, the block-side cooling water passage 2b, the mechanical water pump 10, the third cooling water passage 8, the fourth heater hose 11d, the first bypass passage 13a, and the electric water pump 14). (Corresponding to a first circulation circuit according to the present invention).
[0061]
When the internal combustion engine circulation circuit 31 is established, high-temperature cooling water (hereinafter, referred to as hot water) stored in the heat storage container 15 is discharged from the cooling water outlet 15b, and the third bypass passage 13c, the flow path switching valve 16 , Through the first heater hose 11a and the first cooling water passage 4 to flow into the head side cooling water passage 2a of the internal combustion engine 1.
[0062]
The hot water that has flowed into the head-side cooling water passage 2a will then flow into the block-side cooling water passage 2b, and the flowing hot water heats the cylinder head 1a and the cylinder block 1b, thereby warming up the internal combustion engine 1.
[0063]
Here, when the ECU 39 permits the power supply from the battery 43 to the electric water pump 14, that is, when the ECU 39 issues the internal combustion engine warm-up execution command according to the present invention, for example, (1) the vehicle door When the door is opened and the door switch (not shown) is turned on, (2) when the driver sits on the seat in the passenger compartment and the seating sensor (not shown) in the seat sends an ON signal, (3). For example, when the anti-theft device that was on when the vehicle was stopped is turned off to start the vehicle.
[0064]
Further, for example, when the driver sits on the seat in the above-mentioned (2) vehicle interior and a seating sensor (not shown) in the seat transmits an ON signal, the ECU 39 supplies power from the battery 43 to the electric water pump 14. When the cooling water circulation circuit is switched to the internal combustion engine circulation circuit 31 side by controlling the flow path switching valve 16, that is, when the first circulation circuit switching control according to the present invention is performed, For example, when the door of the vehicle is opened and a door switch (not shown) is turned on.
[0065]
In addition, when the cooling water circulation circuit is switched to the internal combustion engine circulation circuit 31 side by controlling the flow path switching valve 16, that is, when the first circulation circuit switching control according to the present invention is performed, the internal combustion engine 1 is stopped. It may be when it was done. In this case, the cooling water circulation circuit has been switched to the internal combustion engine circulation circuit 31 side at the time of performing the pre-startup warm-up of the internal combustion engine 1.
[0066]
According to the present embodiment, before the ECU 39 permits the power supply from the battery 43 to the electric water pump 14, that is, before the ECU 39 issues the internal combustion engine warm-up execution command according to the present invention, the flow path switching valve 16 Accordingly, the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a are shut off, the first heater hose 11a communicates with the third bypass passage 13c, and the cooling water circulation circuit is switched to the internal combustion engine circulation circuit 31 side. Therefore, it is possible to prevent the warm water flowing out of the heat storage container 15 from flowing into the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a after the operation of the electric water pump 14.
[0067]
Next, the circulation circuit switching control in the case where the cooling water circulation circuit is switched to the internal combustion engine circulation circuit 31 when the internal combustion engine 1 is stopped in the present embodiment will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a control circuit switching control routine of the cooling water when the internal combustion engine is stopped in the present embodiment.
[0068]
First, in S101, the ECU 39 determines whether or not the ignition switch 40 has been turned off.
[0069]
If it is determined in S101 that the ignition switch 40 has not been turned off, the ECU 39 temporarily terminates the execution of this routine.
[0070]
If it is determined in step S101 that the ignition switch 40 has been turned off, the ECU 39 proceeds to step S102 and issues a command to stop the internal combustion engine 1.
[0071]
Next, the ECU 39 proceeds to S103, in which the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a are cut off, and the flow path switching valve 16 is controlled so as to connect the first heater hose 11a and the third bypass passage 13c. (That is, the first circulation circuit switching control according to the present invention is performed).
[0072]
In S103, the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a are cut off, and the first heater hose 11a and the third bypass passage 13c are communicated. In S104, the ECU 39 stops and ends the execution of this routine. I do.
[0073]
The ECU 39 stopped in S104 of this routine restarts next time before the internal combustion engine 1 is warmed up. For example, the ECU 39 may be started at the above-mentioned times (1), (2), (3) and the like. In this case, after starting, the ECU 39 issues an internal combustion engine warm-up execution command according to the present invention.
[0074]
By executing this routine, when the internal combustion engine 1 is stopped, the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a are shut off, and the first heater hose 11a and the third bypass passage 13c are communicated. That is, the cooling water circulation circuit is switched to the internal combustion engine circulation circuit 31 described above.
[0075]
Therefore, at the next time when the internal combustion engine 1 is warmed up before the internal combustion engine 1 is started (at the time when the internal combustion engine warming-up execution command according to the present invention is issued from the ECU 39), the circulation circuit of the coolant flows through the internal combustion engine. Since the circuit 31 is provided, the warm water flowing out of the heat storage container 15 into the circulation circuit after the warming-up of the internal combustion engine 1 does not flow out to the second heater hose 11b and the first warmer hose 19a.
[0076]
In addition, the warm water stored in the heat storage container 15 is supplied to the internal combustion engine 1 immediately after the internal combustion engine 1 starts warming up.
[0077]
In the present embodiment, the first circulation circuit switching control is performed before the warm-up before the internal combustion engine 1 is started. However, the warm-up before the internal combustion engine 1 is not performed and the internal combustion engine 1 is started. Similarly, when the internal combustion engine 1 is sometimes warmed up, the ECU 39 performs the first circulation circuit switching control before the ECU 39 issues the internal combustion engine warming up execution command according to the present invention.
[0078]
When the internal combustion engine 1 is to be warmed up at the time of starting the internal combustion engine 1, a start command for the internal combustion engine 1 is issued from the ECU 39, and the mechanical water pump 10 starts operating when the internal combustion engine 1 starts. When the mechanical water pump 10 operates, warm water circulates in the internal combustion engine circulation circuit 31 and the internal combustion engine 1 is warmed up. At this time, the first circulation circuit switching control is performed before the start command of the internal combustion engine 1 is issued from the ECU 39 (for example, when the internal combustion engine 1 is stopped).
[0079]
<Second embodiment>
Next, a second 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.
[0080]
The configuration of the internal combustion engine including the heat storage device in the present embodiment is the same as that in FIG.
[0081]
In the present embodiment, after the pre-startup warm-up of the internal combustion engine 1, the amount of hot water remaining in the heat storage container 15 is equal to or greater than a predetermined value, and if necessary, the internal temperature of the heater core 12, the ATF warmer 20, etc. The hot water remaining in the heat storage container 15 is supplied to devices other than the engine 1.
[0082]
FIG. 4 is a diagram illustrating a circulation circuit of the cooling water when hot water is supplied to heater core 12 in the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a circuit for circulating cooling water when supplying warm water to the ATF warmer 20.
[0083]
When the amount of hot water remaining in the heat storage container 15 is equal to or greater than a predetermined value after the warm-up before the start of the internal combustion engine 1 and the hot water needs to be supplied to the heater core 12, the ECU 39 sets the first heater hose 11a And the first warmer hose 19a are shut off, and the flow path switching valve 16 corresponding to the circulation circuit switching means according to the present invention is controlled so as to connect the second heater hose 11b and the third bypass passage 13c (the present invention). ).
[0084]
Thereafter, the ECU 39 activates the electric water pump 14 so that the electric water pump 14 → the second bypass passage 13b → the heat storage container 15 → the third bypass passage 13c → the flow switching valve 16 → the second as shown in FIG. A heater core circulation circuit 32 (corresponding to a second circulation circuit according to the present invention) through which cooling water flows in the order of heater hose 11b → heater core 12 → third heater hose 11c → first bypass passage 13a → electric water pump 14 is established.
[0085]
When the heater circulation circuit 32 is established, the hot water stored in the heat storage container 15 is supplied to the heater core 12.
[0086]
If the amount of hot water remaining in the heat storage container 15 is equal to or greater than a predetermined value after the completion of the warm-up before the internal combustion engine 1 is started, and it is necessary to supply hot water to the ATF warmer 20, the ECU 39 sets the In order to shut off the first heater hose 11a and the second heater hose 11b and to connect the first warmer hose 19a and the third bypass passage 13c, the control unit controls the flow path switching valve 16 corresponding to the circulation circuit switching means according to the present invention. (Corresponding to the second circulation circuit switching control according to the present invention).
[0087]
Thereafter, the ECU 39 activates the electric water pump 16 so that the electric water pump 14 → the second bypass passage 13b → the heat storage container 15 → the third bypass passage 13c → the flow switching valve 16 → the first as shown in FIG. ATF warmer circulation circuit 33 (second circulation circuit according to the present invention) through which cooling water flows in the order of warmer hose 19a → ATF warmer 20 → second warmer hose 19b → third heater hose 11c → first bypass passage 13a → electric water pump 14. Holds).
[0088]
When the ATF warmer circulation circuit 33 is established, the hot water stored in the heat storage container 15 is supplied to the ATF warmer 20.
[0089]
Next, in the present embodiment, hot water supply control in a case where hot water is supplied to devices other than the internal combustion engine 1 such as the heater core 12 and / or the ATF warmer 20 after the pre-start-up warm-up of the internal combustion engine 1 is completed is shown in FIG. A specific description will be given along.
FIG. 9 shows a hot water supply control routine in the case where hot water is supplied to a device other than the internal combustion engine 1 such as the heater core 12 and / or the ATF warmer 20 after the pre-startup warm-up of the internal combustion engine 1 is completed in the present embodiment. It is a flowchart figure shown.
[0090]
First, in S201, the ECU 39 determines whether or not the pre-start warm-up of the internal combustion engine 1 has been completed. For example, if the power supply from the battery 43 to the electric water pump 14 that is operating when the internal combustion engine 1 is warmed up before the start is stopped, the ECU 39 determines that the pre-startup warm-up of the internal combustion engine 1 has ended. .
[0091]
If it is determined in S201 that the pre-start warm-up of the internal combustion engine 1 has not ended, the ECU 39 temporarily ends the execution of this routine.
[0092]
If it is determined in S201 that the pre-start warm-up of the internal combustion engine 1 has been completed, the ECU 39 proceeds to S202, and the warm water supplied from the heat storage container 15 to the internal combustion engine 1 during the pre-start warm-up of the internal combustion engine 1 is determined. The warm water supply amount Vph at the time of warm-up before start, which is the amount, is calculated.
[0093]
Since the viscosity of the cooling water changes depending on the temperature, as shown in FIG. 6, even when the operation time of the electric water pump 14 (that is, the warm-up time before starting the internal combustion engine 1) is higher, the higher the temperature, the more the internal combustion The pre-start-up warm water supply amount Vph, which is the amount of hot water supplied from the heat storage container 15 to the internal combustion engine 1 during the pre-start-up warm-up of the engine 1, increases.
[0094]
As shown in FIG. 6, the ROM of the ECU 39 stores the warm-up hot water supply amount Vph before the start-up and the water temperature Tef in the internal combustion engine before the warm-up before the start-up of the internal combustion engine 1 detected by the second water temperature sensor 18 as shown in FIG. The relationship between the pre-startup warm-up execution time of the internal combustion engine 1, that is, the operation time tpp of the electric water pump 14, is recorded in advance as a three-dimensional map.
[0095]
In step S202, the ECU 39 calculates the pre-start-up warm-up hot water supply amount Vph based on the three-dimensional map.
[0096]
Next, the ECU 39 proceeds to S203 and subtracts the pre-start-up warm-up hot water supply amount Vph calculated in S202 from the capacity V0 of the heat storage container 15 to calculate the amount of heat storage remaining in the heat storage container 15. The remaining hot water amount Vref in the container is calculated.
Here, the ECU 39 corresponds to a heat medium heat capacity calculation unit according to the present invention.
[0097]
After calculating the remaining hot water amount Vref in the heat storage container in S203, the ECU 39 proceeds to S204, and calculates the amount of hot water necessary for warming up the internal combustion engine 1 before starting the next time when the internal combustion engine 1 is started. A warm-up hot water supply amount Vres (corresponding to the required heat capacity for the next engine warm-up according to the present invention) is calculated before the next start-up.
[0098]
Depending on the temperature of the internal combustion engine 1 and the temperature of the hot water stored in the heat storage container 15, the amount of hot water required for the pre-startup warm-up of the internal combustion engine 1 the next time the internal combustion engine 1 is started , The warm-up hot water supply amount Vres before the next start-up changes. That is, as shown in FIG. 7, the higher the water temperature Tea in the internal combustion engine after the internal combustion engine 1 is warmed up before the start, and the higher the temperature Tc of the hot water remaining in the heat storage container 15, the higher the warm-up before the next start. The hourly hot water supply amount Vres decreases.
[0099]
As shown in FIG. 7, the ROM of the ECU 39 stores the hot water supply amount Vres at the time of warm-up before the next start and the water temperature Tea in the internal combustion engine after the warm-up before the start of the internal combustion engine 1 detected by the second water temperature sensor 18, as shown in FIG. The relationship between the water temperature and the heat storage container outlet water temperature Tc detected by the first water temperature sensor 17 is recorded in advance as a three-dimensional map.
[0100]
In step S204, the ECU 39 calculates the pre-startup warm-up hot water supply amount Vres based on the three-dimensional map.
[0101]
Next, the ECU 39 proceeds to S205 and subtracts the pre-startup warming-up hot water supply amount Vres calculated in S204 from the remaining hot water amount Vref in the heat storage container calculated in S203, thereby starting the internal combustion engine 1 before starting. After the warm-up, the after-heat hot water supply amount Vah, which is the amount of hot water that can be supplied to devices other than the internal combustion engine such as the heater core 12 and / or the ATF warmer 20, is calculated.
[0102]
After calculating the after-heat hot water supply amount Vah in S205, the ECU 39 proceeds to S206 and determines whether or not the after-heat hot water supply amount Vah calculated in S205 is greater than zero.
[0103]
When it is determined in S206 that the after-heat hot water supply amount Vah is equal to or less than 0, the execution of this routine is temporarily terminated.
[0104]
If it is determined in step S206 that the after-heat hot water supply amount Vah is equal to or greater than 0, the ECU 39 proceeds to step S207 and determines which device other than the internal combustion engine 1 such as the heater core 12 and / or the ATF warmer 20 has. It is determined whether the hot water remaining in the heat storage container 15 is to be supplied.
[0105]
Next, the ECU 39 proceeds to S208, in which the hot water remaining in the heat storage container 15 is supplied to a device (for example, the heater core 12 and / or the ATF warmer 20) other than the internal combustion engine 1 to which the hot water determined in S207 is supplied. The cooling water circulation circuit is switched so that it can be supplied.
[0106]
For example, when the supply destination of the hot water is determined to be the heater core 12 in S207, the ECU 39 shuts off the first heater hose 11a and the first warmer hose 19a, and the second heater hose 11b and the third bypass passage 13c. And the flow path switching valve 16 is controlled so as to communicate with. Also, for example, when the supply destination of the hot water is determined to be the ATF warmer 20 in S207, the ECU 39 shuts off the first heater hose 11a and the second heater hose 11b, and connects the first warmer hose 19a with the third warmer hose 19a. The flow path switching valve 16 is controlled so as to communicate with the bypass passage 13c.
[0107]
Next, in step S208, the ECU 39 switches the circulation circuit of the cooling water to a device other than the internal combustion engine 1 to which the hot water is to be supplied. The required operation time tah of the electric water pump 14 that circulates hot water to supply hot water to the device is calculated.
[0108]
As described above, since the viscosity of the cooling water changes depending on the temperature, even if the after-heat hot water supply amount Vah, which is the amount of hot water supplied to devices other than the internal combustion engine, calculated in S205, is the same, The required operation time tah of the electric water pump 14 for circulating hot water to supply hot water to devices other than the engine is different. That is, as shown in FIG. 8, the higher the water temperature Tea in the internal combustion engine after the internal combustion engine 1 is warmed up before starting, the shorter the required operation time tah of the electric water pump becomes. Further, as the after-heat hot water supply amount Vah is larger, the required operation time tah of the electric water pump is longer.
[0109]
The ROM and the like of the ECU 39 store the required operation time tah of the electric water pump, the water temperature Tea in the internal combustion engine after the warm-up before the start of the internal combustion engine 1 detected by the second water temperature sensor 18 as shown in FIG. The relationship between the heating hot water supply amount Vah and the heating hot water supply amount Vah is recorded in advance as a three-dimensional map.
[0110]
In step S209, the ECU 39 calculates the electric water pump required operation time tah based on the three-dimensional map.
[0111]
Next, the ECU 39 proceeds to S210, in which power supply from the battery 43 to the electric water pump 14 is permitted, and the electric water pump 14 is operated.
[0112]
In S211, the ECU 39 determines whether or not the operation time tp of the electric water pump 14 has exceeded the electric water pump required operation time tah calculated in S209.
[0113]
If the ECU 39 determines in step S211 that the operation time tp of the electric water pump 14 has not exceeded the electric water pump required operation time tah, the ECU 39 continues the operation of the electric water pump 14 and operates the electric water pump 14. When it is determined that the time tp has elapsed the electric water pump required operation time tah, the process proceeds to S212, in which the operation of the electric water pump 14 is stopped, and this routine is executed.
[0114]
As described above, by executing the present routine, after the internal combustion engine 1 is once stopped, the hot water required for warming up the internal combustion engine 1 before starting the next time before restarting the internal combustion engine 1 is provided. It can be secured in the heat storage container 15. Therefore, even if the internal combustion engine 1 is stopped before supplying new hot water to the heat storage container 15 after supplying the hot water to a part other than the internal combustion engine 1, the next time the internal combustion engine 1 is restarted. The warm-up of the internal combustion engine 1 before starting can be sufficiently performed.
[0115]
In the present embodiment, the internal combustion engine 1 is warmed up before the internal combustion engine 1 is started, but may be warmed up when the internal combustion engine 1 is started.
[0116]
【The invention's effect】
According to the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention, when warming up the internal combustion engine before or at the time of starting the internal combustion engine, the internal combustion engine warming-up execution command is issued from the warm-up execution instruction means to the warm-up execution means. Before the discharge, the heat medium circulation circuit is switched to the first circulation circuit in which the heat medium circulates via the internal combustion engine, so that a high-temperature heat medium other than the internal combustion engine is not supplied. At the same time, immediately after the start of warming up the internal combustion engine, a high-temperature heat medium is supplied to the internal combustion engine, so that the internal combustion engine can be quickly warmed up.
[0117]
Further, after the internal combustion engine is once stopped, a high-temperature heat medium required for warming up the internal combustion engine next time before or at the start of the internal combustion engine is secured in the heat storage container, Shortage of the heat medium for warming up the heater can be prevented.
[0118]
As a result, according to the internal combustion engine provided with the heat storage container according to the present invention, the internal combustion engine can be reliably warmed up without deteriorating the warming-up efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a cooling water circulation system of an internal combustion engine provided with a heat storage device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing circulation of cooling water at the time of warming-up of an internal combustion engine having a heat storage device before starting according to the first embodiment;
FIG. 3 is a flowchart showing a first circulation circuit switching control when the internal combustion engine is stopped in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a circulation circuit when supplying hot water to a heater core of an internal combustion engine having a heat storage device according to the second embodiment;
FIG. 5 is a diagram showing a circulation circuit when hot water is supplied to an ATF warmer of an internal combustion engine equipped with a heat storage device according to the second embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a water temperature in an internal combustion engine before a warm-up before a start, an operation time of an electric water pump, and a hot water supply amount during a warm-up before a start.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship among a water temperature in an internal combustion engine after a warm-up before a start, a water temperature at an outlet of a heat storage container, and a hot water supply amount at a warm-up before a next start.
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a water temperature in the internal combustion engine after warm-up before starting, an after-heat hot water supply amount, and a required operation time of the electric water pump.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a hot water supply control routine when hot water is supplied to a device other than the internal combustion engine in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine
1a ... Cylinder head
1b ・ ・ ・ Cylinder block
2a: Head side cooling water channel
2b: Block side cooling water channel
5 ... radiator
10 ... mechanical water pump
11a: 1st heater hose
11b ... second heater hose
11c: Third heater hose
11d: 4th heater hose
12 ... heater core
13a: First bypass passage
13b: second bypass passage
13c: Third bypass passage
14 ・ ・ ・ Electric water pump
15 ... thermal storage container
15a ・ ・ ・ Cooling water inlet
15b ・ ・ ・ Cooling water outlet
16 ... Channel switching valve
17 1st water temperature sensor
18 Second water temperature sensor
19a: 1st warmer hose
19b: 2nd warmer hose
20 ATF warmer
31 ・ ・ ・ Circulation circuit of internal combustion engine
32 ... heater core circulation circuit
33 ・ ・ ・ ATF warmer circulation circuit
39 ・ ・ ・ ECU
40 ... ignition switch
41 ・ ・ ・ Starter switch
42 ... heater switch
43 ・ ・ ・ Battery

Claims (5)

熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第1循環回路と、
前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第2循環回路と、
前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体によって、前記内燃機関の始動前または始動時に前記内燃機関の暖機を実行する暖機実行手段と、
内燃機関の暖機を実行すべく前記暖機実行手段に内燃機関暖機実行指令を出す暖機実行指令手段と、
前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
前記暖機実行指令手段から前記暖機実行手段に前記内燃機関暖機実行指令が出される前に、前記循環回路切り換え手段によって前記熱媒体の循環回路を前記第1循環回路に切り換える第1循環回路切り換え制御を行うことを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
A heat storage container for storing a heat medium in a heat storage state,
A first circulation circuit through which the heat medium circulates via an internal combustion engine;
A second circulation circuit in which the heat medium circulates via a device other than the internal combustion engine,
Warm-up execution means for executing warm-up of the internal combustion engine before or at the time of starting of the internal combustion engine by the high-temperature heat medium stored in the heat storage container,
Warm-up execution command means for issuing an internal-combustion engine warm-up execution command to the warm-up execution means to execute warm-up of the internal combustion engine;
Circulating circuit switching means for switching between the first circulating circuit and the second circulating circuit,
A first circulating circuit that switches the circulating circuit of the heat medium to the first circulating circuit by the circulating circuit switching unit before the internal combustion engine warm-up executing command is issued from the warm-up executing command unit to the warm-up executing unit. An internal combustion engine equipped with a heat storage device that performs switching control.
前記内燃機関の停止時に、前記第1循環回路切り換え制御を行うことを特徴とする請求項1記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the first circulation circuit switching control is performed when the internal combustion engine is stopped. 熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
内燃機関を経由して前記熱媒体が循環する第1循環回路と、
前記内燃機関以外の装置を経由して前記熱媒体が循環する第2循環回路と、
前記蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体を前記第1循環回路に循環させ前記内燃機関を暖機した後の前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量を算出する熱媒体熱容量算出手段と、
前記第1循環回路と前記第2循環回路とを切り換える循環回路切り換え手段と、を備え、
前記熱媒体熱容量算出手段によって算出された前記内燃機関を暖機した後に前記蓄熱容器内に残った高温の熱媒体の熱容量が、所定量以上であり、且つ、前記内燃機関以外の装置に高温の熱媒体を供給する必要がある場合には、前記循環回路切り換え手段によって循環回路を前記第2循環回路に切り換える第2循環回路切り換え制御を行うことを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。
A heat storage container for storing a heat medium in a heat storage state,
A first circulation circuit through which the heat medium circulates via an internal combustion engine;
A second circulation circuit in which the heat medium circulates via a device other than the internal combustion engine,
Heat medium heat capacity calculating means for calculating the heat capacity of the high temperature heat medium remaining in the heat storage container after circulating the high temperature heat medium stored in the heat storage container through the first circulation circuit and warming up the internal combustion engine. When,
Circulating circuit switching means for switching between the first circulating circuit and the second circulating circuit,
The heat capacity of the high-temperature heat medium remaining in the heat storage container after warming up the internal combustion engine calculated by the heat medium heat capacity calculation means is equal to or more than a predetermined amount, and a high-temperature heat medium is supplied to a device other than the internal combustion engine. An internal combustion engine equipped with a heat storage device, characterized in that when it is necessary to supply a heat medium, the circulation circuit switching means performs second circulation circuit switching control for switching a circulation circuit to the second circulation circuit.
前記所定量は、前記内燃機関を一旦停止させた後に、次回、前記内燃機関を再始動させる前または再始動させる時に前記内燃機関を暖機するために必要となる次回機関暖機必要熱容量であることを特徴とする請求項3記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。The predetermined amount is a next engine warm-up required heat capacity required for warming up the internal combustion engine after the internal combustion engine is temporarily stopped, next time before or after restarting the internal combustion engine. An internal combustion engine provided with the heat storage device according to claim 3. 前記次回機関暖機必要熱容量は、前記第1循環回路内の前記熱媒体の温度によって決定されることを特徴とする請求項4記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。The internal combustion engine provided with a heat storage device according to claim 4, wherein the heat capacity required for the next engine warm-up is determined by a temperature of the heat medium in the first circulation circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007261314A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Toyota Motor Corp Thermal energy utilization device
JP2009299548A (en) * 2008-06-12 2009-12-24 Toyota Motor Corp Cooling water circulating device

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