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JP2005030214A - Internal combustion engine equipped with a heat storage device - Google Patents

Internal combustion engine equipped with a heat storage device Download PDF

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JP2005030214A
JP2005030214A JP2003192983A JP2003192983A JP2005030214A JP 2005030214 A JP2005030214 A JP 2005030214A JP 2003192983 A JP2003192983 A JP 2003192983A JP 2003192983 A JP2003192983 A JP 2003192983A JP 2005030214 A JP2005030214 A JP 2005030214A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
heat storage
cooling water
opening
Prior art date
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Pending
Application number
JP2003192983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Otsuka
孝之 大塚
Hiroki Ichinose
宏樹 一瀬
Yukio Kinugasa
幸夫 衣笠
Yasuhiro Kuze
泰広 久世
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関において、熱媒体を圧送し循環させる圧送装置の負荷を低減することが可能な技術を提供することを課題とする。
【解決手段】熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、蓄熱容器を経由して熱媒体が循環する循環回路と、熱媒体を循環回路にて圧送し循環させる圧送装置と、循環回路を開通または遮断する回路開閉手段と、を備えた蓄熱装置を備えた内燃機関において、循環回路に熱媒体を循環させるときは(S101、S102)、循環回路を開通させるよう回路開閉手段に開通指令が出された後(S103、S107)、熱媒体を圧送し循環させるよう圧送装置に循環実行指令が出される(S104)。
【選択図】 図4
An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing a load of a pressure feeding device that pumps and circulates a heat medium in an internal combustion engine having a heat storage device.
A heat storage container for storing a heat medium in a heat storage state, a circulation circuit for circulating the heat medium via the heat storage container, a pressure feeding device for pumping and circulating the heat medium in the circulation circuit, and opening the circulation circuit Alternatively, in an internal combustion engine equipped with a heat storage device equipped with a circuit opening / closing means that shuts off, when a heat medium is circulated through the circulation circuit (S101, S102), an opening command is issued to the circuit opening / closing means to open the circulation circuit. After that (S103, S107), a circulation execution command is issued to the pumping device so as to pump and circulate the heat medium (S104).
[Selection] Figure 4

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】
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では、高温の熱媒体を蓄熱容器に貯留し、内燃機関を経由する循環回路にこの高温の熱媒体を循環させることで該内燃機関の暖機を行っている。このような内燃機関では、蓄熱容器と内燃機関と車室内ヒータ用のヒータコアとを経由して熱媒体が循環する循環回路と、車室内ヒータ用のヒータコアを迂回し蓄熱容器と内燃機関のみを経由して熱媒体が循環する循環回路とを備え、これらの循環回路を選択的に切り換える技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、上記のような蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関によって加熱された熱媒体を、該内燃機関の運転中または運転停止後に、循環回路を介して蓄熱容器内に回収している。
【0004】
【特許文献1】
特開平2002−4855号公報
【特許文献2】
特開平2002−89668号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような蓄熱装置を備えた内燃機関は、蓄熱容器を経由する循環回路を開通または遮断する回路開閉手段と、熱媒体を該循環回路にて圧送し循環させる圧送装置とを備えている。そして、内燃機関の暖機時や、熱媒体を蓄熱容器内に回収するとき等のように、蓄熱容器を経由して熱媒体を循環させるときは、回路開閉手段によって循環回路を開通させると共に、圧送装置を作動させ熱媒体を圧送し循環させる。
【0006】
このとき、回路開閉手段による循環回路の開通が遅れると、循環回路が遮断された状態で圧送装置による熱媒体の圧送が行われることになる。この場合、熱媒体の流通が回路開閉手段によって阻害され、圧送装置の負荷が大きくなる。そのため、圧送装置の寿命を短くしたり、その故障率を高くしたりする虞があった。
【0007】
そこで、本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関において、熱媒体を圧送し循環させる圧送装置の負荷を低減することが可能な技術を提供することを課題とする。
【0008】
【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手段を採用した。
即ち、本発明は、循環回路に前記熱媒体を循環させるときは、回路開閉手段による循環回路の開通を開始した後、圧送装置を作動させるものである。
【0009】
より詳しくは、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、
前記蓄熱容器を経由して前記熱媒体が循環する循環回路と、
前記熱媒体を該循環回路にて圧送し循環させる圧送装置と、
該圧送装置によって前記熱媒体を循環させるときには該循環回路を開通し、前記圧送装置によって前記熱媒体を循環させないときには該循環回路を遮断する回路開閉手段と、
前記循環回路に前記熱媒体を循環させるべく前記圧送装置に循環実行指令を出す循環実行指令手段と、
前記循環回路を開通すべく前記回路開閉手段に開通指令を出す開通指令手段と、を備え、
前記循環回路に前記熱媒体を循環させるときは、前記開通指令手段から前記回路開閉手段に前記開通指令が出された後、前記循環実行指令手段から前記圧送装置に前記循環実行指令が出されることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、回路開閉手段による循環回路の開通が開始された後に圧送装置による熱媒体の圧送が開始される。そのため、循環回路が遮断された状態で熱媒体の圧送が行われることを防止することが出来る。従って、圧送装置の負荷を低減することが出来る。
【0011】
また、本発明においては、回路開閉手段による循環回路の開通が完了した後に、循環実行指令手段から圧送装置に循環実行指令を出すようにするのが好ましい。
【0012】
圧送装置による熱媒体の圧送は該圧送装置の作動直後から開始されるが、回路開閉手段による循環回路の開通は開始されてから完了するまでに時間がかかる(例えば5秒間)。そのため、圧送装置による熱媒体の圧送と回路開閉手段による循環回路の開通とが同時に開始された場合、循環回路が遮断された状態、もしくは循環回路の開通が完了する前の状態で熱媒体の圧送が行われる虞がある。また、回路開閉手段による循環回路の開通が開始された後に圧送装置による熱媒体の圧送が開始された場合であっても、循環回路の開通が完了する前の状態で熱媒体の圧送が行われる虞がある。
【0013】
上記のような制御によれば、循環回路が遮断された状態で圧送装置による熱媒体の圧送が行われることをより確実に防止することが出来る。さらに、循環回路の開通が完了する前の状態で圧送装置による熱媒体の圧送が行われることも防止することが出来る。従って、圧送装置の負荷をより低減することが出来る。
【0014】
また、本発明において、循環回路が、さらに内燃機関を経由している場合、内燃機関の停止時に、内燃機関によって加熱された熱媒体を蓄熱容器内に回収するとき、または、蓄熱容器に貯留された高温の熱媒体によって内燃機関を暖機するときに、開通指令手段から回路開閉手段に開通指令を出しても良い。
【0015】
内燃機関が停止した状態で、熱媒体を蓄熱容器に回収する場合、もしくは、熱媒体による内燃機関を暖機する場合、圧送装置によって循環回路に熱媒体を循環させる必要がある。
【0016】
そこで、上記制御のように、開通指令手段から回路開閉手段に開通指令を出し、その後、圧送装置によって循環回路に熱媒体を循環させることで、圧送装置の負荷を低減しつつ、蓄熱容器への熱媒体の回収もしくは内燃機関の暖機を行うことが出来る。
【0017】
【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。
【0018】
<第1の実施の形態>
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説明する。図1は、本実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関とその冷却水循環系の概略構成を示す図である。
【0019】
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。
【0020】
内燃機関1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エンジン冷却水路2が形成さている。エンジン冷却水路2の一端は冷却水通路3(3a、3b、3c、3d)の一端と接続されている。エンジン冷却水路2の他端は、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9の吐出口に接続されている。機械式ウォーターポンプ9の吸込口は冷却水通路3の他端と接続されている。
【0021】
冷却水通路3の途中には、車室内暖房用のヒータコア6が配置されている。冷却水通路3において、エンジン冷却水路2との接続部とヒータコア6との間に位置する部位には第1バイパス水路4aが接続されている。第1バイパス水路4aは、蓄熱容器5の第1冷却水出入口5aに接続されている。
【0022】
一方、冷却水通路3において、機械式ウォーターポンプ9の吸込口とヒータコア6との間に位置する部位には第2バイパス水路4bが接続されている。第2バイパス水路4bは、蓄熱容器5の第2冷却水出入口5bに接続されている。また、第2バイパス水路の途中には電動ウォーターポンプ8が設置されている。
【0023】
蓄熱容器5は、冷却水が持つ熱を蓄熱しつつ冷却水を貯留する容器であり、第1冷却水出入口5aまたは第2冷却水出入口5b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5内に貯留されている冷却水を第2冷却水出入口5bまたは第1冷却水出入口5aから排出するよう構成されている。
【0024】
電動ウォーターポンプ8は、バッテリ33を駆動源とするウォーターポンプであり、冷却水を蓄熱容器5の第2冷却水出入口5bの方へ圧送する。
【0025】
ここで、冷却水通路3において、第1バイパス水路4aとの接続部とエンジン冷却水路2との間の部位を第1冷却水通路3aと称し、第1バイパス水路4aとの接続部とヒータコア6との間の部位を第2冷却水通路3bと称する。また、冷却水通路3において、第2バイパス水路4bとの接続部とヒータコア6との間の部位を第3冷却水通路3cと称し、第2バイパス水路4bとの接続部と機械式ウォーターポンプ9との間の部位を第4冷却水通路3dと称する。
【0026】
第3冷却水通路3cと第4冷却水通路3dと第2バイパス水路4bとの接続部には三方弁7が設けられている。この三方弁7は、第3冷却水通路3cと第4冷却水通路3dと第2バイパス水路4bとのうちいずれか一つを遮断、もしくは全ての通路(水路)を開通するよう構成されている。三方弁7には、この三方弁7による遮断位置(もしくは開通位置)に対応した電気信号を出力するポジションセンサ12が設置されている。
【0027】
第1バイパス水路4aにおける蓄熱容器5の第1冷却水出入口5aの近傍には、この第1バイパス水路4a内を流れ蓄熱容器5内に出入す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10が設けられている。また、エンジン冷却水路2には、このエンジン冷却水路2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11が設けられている。
【0028】
このように構成された冷却水循環系には、当該冷却水循環系における冷却水の循環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。
【0029】
ECU20には、前述した第1水温センサ10や、第2水温センサ11、ポジションセンサ12に加えて、車室内に設けられたイグニッションスイッチ30や、スタータスイッチ31、車室内ヒータのスイッチ(ヒータスイッチ)32が電気的に接続され、それらの出力信号がECU20へ入力されるようになっている。
【0030】
更に、ECU20は、バッテリ33や、電動ウォーターポンプ8、三方弁7と電気的に接続され、ECU20が、バッテリ33からの電動ウォーターポンプ8への電力供給や三方弁7を制御している。そして、ECU20は、これらを制御することで当該冷却水循環系における冷却水の循環回路を切り換えている。
【0031】
次に、本実施の形態に係る冷却水循環系での冷却水の循環について説明する。
【0032】
先ず、本実施の形態において、内燃機関1が運転されているときの冷却水の循環について図2に基づき説明する。図2は、内燃機関1の暖機終了後であって、内燃機関1が運転されているときの冷却水の循環回路を示す図である。図2における一点鎖線の矢印は冷却水の流れを示す。
【0033】
内燃機関1の暖機時は蓄熱容器5内に貯留された温水を内燃機関1に供給するために第2バイパス水路4bは第4冷却水通路3dと連通されているが、この暖機終了後、ECU20は三方弁7によって第2バイパス水路4b側を遮断する。そのため、機械式ウォーターポンプ9によって圧送される冷却水は、図2において一点鎖線の矢印で示すように、エンジン冷却水路2と冷却水通路3とを流通して循環する。また、このとき冷却水はヒータコア6を経由して流通する。エンジン冷却水路2を流通する冷却水は、内燃機関1によって加熱されるため温度が上昇し、その熱量によってヒータコア6を昇温させる。
【0034】
ここで、内燃機関1の運転中における蓄熱容器5内への冷却水の回収について説明する。内燃機関1が運転されているとき、冷却水はエンジン冷却水路2と冷却水通路3とを循環しつつ内燃機関1によって加熱される。そして、第2水温センサ11によって検出される、エンジン冷却水路2内を流れる冷却水の温度が所定温度以上となると、ECU20は、三方弁7を制御して第3冷却水通路3cおよび第4冷却水通路3dと第2バイパス水路4bとを連通させる。そのため、第1バイパス水路4aを介して蓄熱容器5の第1冷却水出入口5aから蓄熱容器5内に、高温となった冷却水(以下、温水と称する)が流入する。このとき、内燃機関1の暖機時に蓄熱容器5内に貯留された低温の冷却水が、蓄熱容器5の第2冷却水出入口5bから第2バイパス水路4bを介して第4冷却水通路3dに流出する。このようにして、内燃機関1の運転中に温水が蓄熱容器5内に回収される。
【0035】
しかしながら、エンジン冷却水路2内を流れる冷却水の温度が所定温度に達する前に内燃機関1の運転が停止された場合、蓄熱容器5内に温水が回収されない。そこで、本実施の形態においては、内燃機関1の運転停止後において、エンジン冷却水路2内の冷却水(温水)の温度が蓄熱容器5内に貯留された冷却水の温度より高い場合、この温水を蓄熱容器5内に回収する。
【0036】
ここで、本実施の形態において、内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収するときの冷却水の循環について図3に基づき説明する。図3は、内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収するときの冷却水の循環回路を示す図である。図3における一点鎖線の矢印は冷却水の流れを示す。
【0037】
内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収する場合、ECU20は、三方弁7によって、第3冷却水通路3c側を遮断すると共に、第2バイパス水路4b側を開通させ、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとを連通する。そして、ECU20は、バッテリ33から電力を供給し電動ウォーターポンプ8を作動させる。そのため、電動ウォーターポンプ8によって冷却水が圧送され、図3において一点鎖線の矢印で示すように、第2バイパス水路4b→蓄熱容器5→第1バイパス水路4a→第1冷却水通路3a→エンジン冷却水路2→第4冷却水通路3d→第2バイパス水路4bの順に冷却水が循環する循環回路が形成される。本実施の形態においては、この循環回路を温水回収循環回路と称する。
【0038】
このような温水回収循環回路が形成されると、蓄熱容器5の第2冷却水出入口5bから蓄熱容器5内に、エンジン冷却水路2内にあった温水が流入する。そして、蓄熱容器5内に貯留された低温の冷却水が蓄熱容器5の第1冷却水出入口5aから流出する。その結果、蓄熱容器5内に温水が回収される。
【0039】
上述したように、内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収する場合、ECU20は、三方弁7を制御することで第4冷却水通路3dと第2バイパス水路4bとを連通させると共に、電動ウォーターポンプ8を作動させ冷却水を圧送させる。このとき、バッテリ33から電力が供給されると電動ウォーターポンプ8は直ぐに冷却水の圧送を開始するが、三方弁7による第2バイパス水路4b側の開通が完了するまでには時間がかかる(例えば、約5秒間)。そのため、三方弁7の制御と電動ウォーターポンプ8の作動とが同時に開始された場合、温水回収循環回路が遮断された状態、もしくは温水回収循環回路の開通が完了する前の状態で冷却水の圧送が行われる虞がある。この場合、冷却水の流通が三方弁7によって阻害され、電動ウォーターポンプ8の負荷が大きくなる虞がある。そこで、本実施の形態においては、内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収するときには図4に示すような温水回収制御を行う。
【0040】
以下、本実施の形態における、内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収するときの温水回収制御について図4に基づいて説明する。
図4は、内燃機関1の運転停止後に、蓄熱容器5内に温水を回収するときの温水回収制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、予めECU20に記憶されており、ECU20の電源がONとなっている間、所定時間毎に繰り返されるルーチンである。
【0041】
本ルーチンにおいて、先ずECU20は、S101において、イグニッションスイッチ30がOFFとなったか否か、即ち内燃機関1の運転が停止されたか否かを判別する。
【0042】
S101において、イグニッションスイッチ30がOFFとなっていない、即ち内燃機関1が運転中であると判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。一方、S101において、イグニッションスイッチ30がOFFとなっている、即ち、内燃機関1の運転が停止されたと判定された場合、ECU20はS102に進む。
【0043】
S102において、ECU20は、蓄熱容器5内への温水回収を実行する温水回収実行条件が成立したか否かを判別する。ここで、温水回収実行条件とは、エンジン冷却水路2内の冷却水の温度が蓄熱容器5内に貯留されている冷却水の温度より高い場合である。蓄熱容器5内に貯留されている冷却水の温度は、本ルーチンが実行される前に行われた、蓄熱容器5内への温水回収時もしくは内燃機関1の暖機時(後述するような内燃機関1の始動前暖機時も含む)に第1水温センサ10によって検出された第1バイパス水路4a内の冷却水の温度から推定される。
【0044】
S102において、温水回収実行条件が成立していないと判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。一方、S102において、温水回収実行条件が成立したと判定された場合、ECU20はS103に進む。
【0045】
S103において、ECU20は、ポジションセンサ12の出力値から、三方弁7によって第2バイパス水路4b側が遮断されているか否かを判別する。
【0046】
本実施の形態において、例えば、内燃機関1の運転中に蓄熱容器5内への温水回収が開始される前に内燃機関1の運転が停止された場合、冷却水循環系は、上述した図2において一点鎖線の矢印で示すような循環回路が形成された状態となるため、本ルーチン実行時は、三方弁7によって第2バイパス水路4b側が遮断された状態となっている。一方、内燃機関1の運転中に蓄熱容器5内への温水回収が開始され、その途中で内燃機関1の運転が停止された場合、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとが連通した状態となるため、本ルーチン実行時は、三方弁7によって第2バイパス水路4b側が遮断されていない状態となっている。
【0047】
S103において、第2バイパス水路4b側が遮断されていると判定された場合、ECU20はS107に進む。一方、S103において、第2バイパス水路4b側が遮断されていない、即ち第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとが連通していると判定された場合、ECU20はS104に進む。
【0048】
S107において、ECU20は、三方弁7に対し第2バイパス水路4b側を開弁し、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとを連通するよう連通指令(本発明に係る開通指令に相当)を出す。この連通指令が出されると三方弁7は第2バイパス水路4b側の開弁を開始する。
【0049】
次に、ECU20は、S108に進み、三方弁7による第2バイパス水路4b側の開弁が完了したか否か、即ち第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通が完了したか否かを判別する。
【0050】
S108において、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通が完了していないと判定された場合、ECU20はS108を繰り返す。一方、S108において、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通が完了したと判定された場合、ECU20はS104に進む。
【0051】
S104において、ECU20は、電動ウォーターポンプ8に作動開始指令(本発明に係る循環実行指令に相当)を出し、この電動ウォーターポンプ8による冷却水の圧送、循環を開始する。
【0052】
次にECU20はS105に進み、蓄熱容器5内への温水回収を終了する温水回収終了条件が成立したか否かを判別する。ここで、温水回収終了条件としては蓄熱容器5内に回収された温水の温度が所定の回収終了温度に到達した場合が例示できる。このとき、蓄熱容器5内に回収された温水の温度は、第1水温センサ10によって検出される第1バイパス水路4a内の冷却水の温度から推定される。また、ここでの温水回収終了温度は、蓄熱容器5内への温水回収を実行する前の、エンジン冷却水路2内の温水の温度と蓄熱容器5内に貯留された冷却水の温度とによって定められる。
【0053】
S105において、温水回収終了条件が成立していないと判定された場合、ECU20はS105を繰り返す。一方、S105において、温水回収終了条件が成立したと判定された場合、ECU20はS106に進む。
【0054】
S106に進んだECU20は、電動ウォーターポンプ8の作動を停止させ、本ルーチンの実行を終了する。
【0055】
以上説明した温水回収制御によれば、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通が完了した後、即ち上記した温水回収循環回路の開通が完了した後、電動ウォーターポンプ8の作動が開始され冷却水の圧送が行われる。そのため、温水回収循環回路が遮断された状態、または、温水回収循環回路の開通が完了する前の状態で、電動ウォーターポンプ8の作動が開始されることを防止することが出来る。従って、電動ウォーターポンプ8の負荷を低減することが出来る。
【0056】
上記温水回収制御ルーチンでは、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通が完了した後に、ECU20は、電動ウォーターポンプ8に作動開始指令を出すようにした。しかしながら、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとを連通するよう連通指令を出した後であれば、その連通が完了する前に、ECU20が電動ウォーターポンプ8に作動開始指令を出すようにしても良い。
【0057】
この場合であっても、温水回収循環回路が遮断された状態で電動ウォーターポンプ8の作動が開始されることを防止することが出来るため、三方弁7への第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通指令と、電動ウォーターポンプ8への作動開始指令とが同時に出される場合と比べて、電動ウォーターポンプ8の負荷を低減することが出来る。
【0058】
<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説明する。本実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関とその冷却水循環系の概略構成は、上述した、図1に示す、第1の実施の形態に係る蓄熱装置を備えた内燃機関とその冷却水循環系の概略構成と同様である。
【0059】
本実施の形態において、内燃機関1が冷間時に始動される前に内燃機関1を暖機するときの冷却水の循環について、前記と同様、図3に基づき説明する。つまり、内燃機関1が冷間時に始動される前に、内燃機関1を暖機するときの冷却水の循環回路は、上述した第1の実施の形態において説明した温水回収循環回路と同様である。
【0060】
内燃機関1が冷間時に始動される前に内燃機関1を暖機する場合、ECU20は、三方弁7と電動ウォーターポンプ8とを制御することで、図3において一点鎖線の矢印で示すように冷却水が循環する循環回路を形成する。本実施の形態においては、この循環回路を暖機循環回路と称する。
【0061】
このような暖機循環回路が内燃機関1の始動前に形成されると、内燃機関1の運転中または運転停止後に回収され蓄熱容器5内に貯留されていた温水が、蓄熱容器5の第1冷却水出入口5aから流出する。そして、この温水によって内燃機関1が加熱され暖機される。
【0062】
本実施の形態において、内燃機関1が冷間時に始動される前に内燃機関1を暖機する場合、上述した第1の実施の形態における内燃機関1の運転停止後の温水回収時と同様、ECU20は、三方弁7を制御することで第4冷却水通路3dと第2バイパス水路4bとを連通させると共に、電動ウォーターポンプ8を作動させ冷却水を圧送させる。そのため、三方弁7の制御と電動ウォーターポンプ8の作動とが同時に開始された場合、前記と同様、冷却水の流通が三方弁7によって阻害され、電動ウォーターポンプ8の負荷が大きくなる虞がある。そこで、本実施の形態においては、内燃機関1が冷間時に始動される前に内燃機関1を暖機するときには図5に示すような暖機制御を行う。
【0063】
以下、本実施の形態における、内燃機関1が冷間時に始動される前に内燃機関1を暖機するときの暖機制御について図5に基づいて説明する。
図5は、内燃機関1が冷間時に始動される前に内燃機関1を暖機するときの暖機制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、予めECU20に記憶されており、ECU20の電源がONとなっている間、所定時間毎に繰り返されるルーチンである。本ルーチンにおいて、S103〜S104、S106〜S108は、前述した図4に示す温水回収制御ルーチンと同様であるため説明を割愛する。
【0064】
本ルーチンにおいて、先ずECU20は、S201において、イグニッションスイッチ30がONとなったか否かを判別する。ここで、このS201では、内燃機関1が始動前であるか否かが判別できれば良いため、イグニッションスイッチ30以外に、ドアスイッチがONとなったか否かを判別する、もしくは、シート内の着座センサがON信号を発信したか否かを判別するとしても良い。
【0065】
S201において、イグニッションスイッチ30がONとなっていないと判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。一方、S201において、イグニッションスイッチ30がONとなっていると判定された場合、ECU20はS202に進む。
【0066】
S202において、ECU20は、内燃機関1の暖機を実行する暖機実行条件が成立したか否かを判別する。暖機実行条件としては、第2水温センサ1によって検出されたエンジン冷却水路2内の冷却水の温度が所定の暖機実行温度以下の場合が例示出来る。
【0067】
S202において、暖機実行条件が成立していないと判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。一方、S202において、暖機実行条件が成立したと判定された場合、ECU20はS103に進む。
【0068】
S103において、ECU20は、ポジションセンサ12の出力値から、三方弁7によって第2バイパス水路4b側が遮断されているか否かを判別する。
【0069】
本実施の形態において、例えば、内燃機関1の運転中に蓄熱容器5内への温水回収が完了し、図2において一点鎖線の矢印で示すような循環回路が形成された後、内燃機関1の運転が停止された場合、上述した図2において一点鎖線の矢印で示すような循環回路が形成された状態となるため、本ルーチン実行時は、三方弁7によって第2バイパス水路4b側が遮断された状態となっている。一方、上述した、内燃機関1の運転停止後の蓄熱容器5内への温水回収が実行され、その後、内燃機関1の運転が停止された場合、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路とが連通した状態となるため、本ルーチン実行時は、三方弁7によって第2バイパス水路4b側が遮断されていない状態となっている。
【0070】
S205において、内燃機関1の冷間始動前の暖機を終了する暖機実行終了条件が成立したか否かを判別する。ここで、暖機終了条件としては蓄熱容器5内に回収された温水の温度が所定の暖機終了温度に到達した場合が例示できる。ここでの暖機終了温度は、内燃機関1の始動前の暖機を実行する前の、エンジン冷却水路2内の冷却水の温度と蓄熱容器5内に貯留された温水の温度とによって定められる。
【0071】
S205において、暖機終了条件が成立したと判定された場合、ECU20は、S106に進み、電動ウォーターポンプ8の作動を停止させ、本ルーチンの実行を終了する。
【0072】
以上説明した暖機制御によれば、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通が完了した後、即ち上記した暖機循環回路の開通が完了した後、電動ウォーターポンプ8の作動が開始され冷却水の圧送が行われる。そのため、暖機循環回路が遮断された状態、または、暖機循環回路の開通が完了する前の状態で、電動ウォーターポンプ8の作動が開始されることを防止することが出来る。従って、電動ウォーターポンプ8の負荷を低減することが出来る。
【0073】
また、上記暖機制御ルーチンにおいても、上述した第1の実施の形態における温水回収ルーチンと同様、第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとを連通するよう連通指令を出した後であれば、その連通が完了する前に、ECU20が電動ウォーターポンプ8に作動開始指令を出すようにしても良い。
【0074】
この場合であっても、暖機循環回路が遮断された状態で電動ウォーターポンプ8の作動が開始されることを防止することが出来るため、三方弁7への第2バイパス水路4bと第4冷却水通路3dとの連通指令と、電動ウォーターポンプ8への作動開始指令とが同時に出される場合と比べて、電動ウォーターポンプ8の負荷を低減することが出来る。
【0075】
尚、上記に説明した第1の実施の形態または第2の実施の形態における、温水回収循環回路もしくは暖機循環回路が本発明に係る循環回路に相当する。本発明に係る圧送装置は電動ウォーターポンプ8を含んで構成され、本発明に係る回路開閉手段は三方弁7を含んで構成される。また、本発明に係る循環実行指令手段と開通実行指令手段はECU20によって構成される。
【0076】
【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、熱媒体を圧送し循環させる圧送装置の負荷を低減することが出来る。従って、圧送装置の寿命が短くなることを防止したり、その故障率を低減させたりすることが可能となる。
【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とその冷却水循環系の概略構成を示す図。
【図2】内燃機関の暖機終了後であって、内燃機関が運転されているときの冷却水の循環回路を示す図。
【図3】第1の実施の形態に係る温水回収循環回路または第2の実施の形態に係る暖機循環回路を示す図。
【図4】内燃機関の運転停止後に、蓄熱容器内に温水を回収するときの温水回収制御ルーチンを示すフローチャート図。
【図5】内燃機関が冷間時に始動される前に内燃機関を暖機するときの暖機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
2・・・エンジン冷却水路
3・・・冷却水通路
3a・・第1冷却水通路
3b・・第2冷却水通路
3c・・第3冷却水通路
3d・・第4冷却水通路
4a・・第1バイパス水路
4b・・第2バイパス水路
5・・・蓄熱容器
5a・・第1冷却水出入口
5b・・第2冷却水出入口
6・・・ヒータコア
7・・・三方弁
8・・・電動ウォーターポンプ
9・・・機械式ウォーターポンプ
10・・第1水温センサ
11・・第2水温センサ
20・・ECU
30・・イグニッションスイッチ
31・・スタータスイッチ
32・・ヒータスイッチ
33・・バッテリ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, and more particularly to an internal combustion engine including a heat storage device capable of storing a heat medium such as cooling water in a heat storage state.
[0002]
[Prior art]
In an internal combustion engine equipped with a heat storage device capable of storing a heat medium such as cooling water in a heat storage state, the high temperature heat medium is stored in a heat storage container, and the high temperature heat medium is circulated in a circulation circuit passing through the internal combustion engine. The internal combustion engine is warmed up. In such an internal combustion engine, the heat medium circulates through the heat storage container, the internal combustion engine, and the heater core for the vehicle interior heater, and bypasses the heater core for the vehicle interior heater and passes only through the heat storage container and the internal combustion engine. In addition, a technology is known that includes a circulation circuit through which a heat medium circulates and selectively switches between these circulation circuits (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Further, in the internal combustion engine provided with the heat storage device as described above, the heat medium heated by the internal combustion engine is collected in the heat storage container through the circulation circuit during or after the operation of the internal combustion engine.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-4855
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-89668
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An internal combustion engine provided with the above heat storage device includes circuit opening / closing means for opening or closing a circulation circuit that passes through the heat storage container, and a pressure feeding device that pumps and circulates the heat medium in the circulation circuit. And when circulating the heat medium through the heat storage container, such as when the internal combustion engine is warmed up or when the heat medium is recovered in the heat storage container, the circuit opening and closing means opens the circulation circuit, The pumping device is operated to pump and circulate the heat medium.
[0006]
At this time, if the opening of the circulation circuit by the circuit opening / closing means is delayed, the heat medium is pumped by the pumping device while the circulation circuit is shut off. In this case, the circulation of the heat medium is hindered by the circuit opening / closing means, and the load on the pumping device increases. For this reason, there is a possibility that the lifetime of the pressure feeding device is shortened or the failure rate thereof is increased.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the load of a pressure feeding device that pumps and circulates a heat medium in an internal combustion engine including a heat storage device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, according to the present invention, when the heat medium is circulated through the circulation circuit, after the circuit opening / closing means starts to open the circulation circuit, the pressure feeding device is operated.
[0009]
More specifically, an internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention is:
A heat storage container for storing the heat medium in a heat storage state;
A circulation circuit through which the heat medium circulates via the heat storage container;
A pumping device for pumping and circulating the heat medium in the circulation circuit;
Circuit opening and closing means for opening the circulation circuit when circulating the heat medium by the pressure feeding device, and shutting off the circulation circuit when not circulating the heat medium by the pressure feeding device;
A circulation execution command means for issuing a circulation execution command to the pressure feeding device to circulate the heat medium in the circulation circuit;
Opening command means for issuing an opening command to the circuit opening and closing means to open the circulation circuit, and
When circulating the heat medium in the circulation circuit, the circulation execution command is issued from the circulation execution command means to the pumping device after the opening instruction means is issued to the circuit opening / closing means. It is characterized by.
[0010]
According to the present invention, after the opening of the circulation circuit by the circuit opening / closing means is started, the pumping of the heat medium by the pumping device is started. Therefore, it is possible to prevent the heat medium from being pumped while the circulation circuit is shut off. Therefore, it is possible to reduce the load on the pressure feeding device.
[0011]
In the present invention, it is preferable that the circulation execution command is issued from the circulation execution command means to the pressure feeding device after the circuit opening / closing means has been opened.
[0012]
Although the heat medium is pumped by the pumping device immediately after the pumping device is actuated, it takes time (for example, 5 seconds) to complete the opening of the circulation circuit by the circuit opening / closing means. Therefore, when the heat medium pumping by the pressure feeding device and the circuit opening / closing means are opened simultaneously, the heat medium pumping is performed in a state where the circuit is shut off or before the circuit opening is completed. May be performed. Further, even when the heat medium is pumped by the pressure feeding device after the circuit opening / closing means has been opened, the heat medium is pumped in a state before the circulation circuit is completely opened. There is a fear.
[0013]
According to the control as described above, it is possible to more reliably prevent the heat medium from being pumped by the pumping device in a state where the circulation circuit is shut off. Further, it is possible to prevent the heat medium from being pumped by the pumping device before the circulation circuit is completely opened. Therefore, the load on the pressure feeding device can be further reduced.
[0014]
Further, in the present invention, when the circulation circuit further passes through the internal combustion engine, when the internal combustion engine is stopped, the heat medium heated by the internal combustion engine is collected in the heat storage container, or stored in the heat storage container. When the internal combustion engine is warmed up by a high-temperature heat medium, an opening command may be issued from the opening command means to the circuit opening / closing means.
[0015]
When the heat medium is recovered in the heat storage container with the internal combustion engine stopped, or when the internal combustion engine using the heat medium is warmed up, it is necessary to circulate the heat medium in the circulation circuit by the pressure feeding device.
[0016]
Therefore, as in the above control, an opening command is issued from the opening command means to the circuit opening / closing means, and then the heat medium is circulated through the circulation circuit by the pressure feeding device, thereby reducing the load on the pressure feeding device and supplying the heat storage container to the heat storage container. Heat medium recovery or internal combustion engine warm-up can be performed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of an internal combustion engine including a heat storage device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
<First Embodiment>
First, a first embodiment of an internal combustion engine provided with a heat storage device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine equipped with a heat storage device according to the present embodiment and its cooling water circulation system.
[0019]
The internal combustion engine 1 is a compression ignition internal combustion engine (diesel engine) using light oil as a fuel or a spark ignition internal combustion engine (gasoline engine) using gasoline as a fuel, and is an engine mounted on an automobile.
[0020]
The internal combustion engine 1 is formed with an engine cooling water passage 2 for circulating cooling water as a heat medium according to the present invention. One end of the engine coolant channel 2 is connected to one end of a coolant channel 3 (3a, 3b, 3c, 3d). The other end of the engine cooling water channel 2 is connected to a discharge port of a mechanical water pump 9 that uses a rotational torque of an engine output shaft (crankshaft) of the internal combustion engine 1 as a drive source. The suction port of the mechanical water pump 9 is connected to the other end of the cooling water passage 3.
[0021]
In the middle of the cooling water passage 3, a heater core 6 for heating the passenger compartment is disposed. In the cooling water passage 3, a first bypass water passage 4 a is connected to a portion located between the connection portion with the engine cooling water passage 2 and the heater core 6. The first bypass water channel 4 a is connected to the first cooling water inlet / outlet 5 a of the heat storage container 5.
[0022]
On the other hand, in the cooling water passage 3, a second bypass water passage 4 b is connected to a portion located between the suction port of the mechanical water pump 9 and the heater core 6. The second bypass water channel 4 b is connected to the second cooling water inlet / outlet 5 b of the heat storage container 5. An electric water pump 8 is installed in the middle of the second bypass water channel.
[0023]
The heat storage container 5 is a container for storing cooling water while accumulating the heat of the cooling water. When new cooling water flows in from the first cooling water inlet / outlet 5a or the second cooling water inlet / outlet 5b, this heat storage container 5 is used instead. The cooling water stored in the container 5 is configured to be discharged from the second cooling water inlet / outlet 5b or the first cooling water inlet / outlet 5a.
[0024]
The electric water pump 8 is a water pump that uses the battery 33 as a drive source, and pumps the cooling water toward the second cooling water inlet / outlet 5 b of the heat storage container 5.
[0025]
Here, in the cooling water passage 3, a portion between the connection portion with the first bypass water passage 4 a and the engine cooling water passage 2 is referred to as a first cooling water passage 3 a, and the connection portion with the first bypass water passage 4 a and the heater core 6. The part between the two is called the second cooling water passage 3b. In the cooling water passage 3, a portion between the connection portion with the second bypass water passage 4 b and the heater core 6 is referred to as a third cooling water passage 3 c, and the connection portion with the second bypass water passage 4 b and the mechanical water pump 9. The part between the two is referred to as a fourth cooling water passage 3d.
[0026]
A three-way valve 7 is provided at a connection portion between the third cooling water passage 3c, the fourth cooling water passage 3d, and the second bypass water passage 4b. The three-way valve 7 is configured to block any one of the third cooling water passage 3c, the fourth cooling water passage 3d, and the second bypass water passage 4b or to open all the passages (water passages). . The three-way valve 7 is provided with a position sensor 12 that outputs an electrical signal corresponding to the blocking position (or opening position) by the three-way valve 7.
[0027]
An electric signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing in and out of the heat storage container 5 flows in the first bypass water path 4a in the vicinity of the first cooling water inlet / outlet 5a of the heat storage container 5 in the first bypass water path 4a. One water temperature sensor 10 is provided. The engine cooling water channel 2 is provided with a second water temperature sensor 11 that outputs an electrical signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the engine cooling water channel 2.
[0028]
An electronic control unit (ECU) 20 for controlling the circulation of the cooling water in the cooling water circulation system is provided in the cooling water circulation system configured as described above.
[0029]
In addition to the first water temperature sensor 10, the second water temperature sensor 11, and the position sensor 12 described above, the ECU 20 includes an ignition switch 30 provided in the vehicle interior, a starter switch 31, and a vehicle interior heater switch (heater switch). 32 are electrically connected, and their output signals are input to the ECU 20.
[0030]
Further, the ECU 20 is electrically connected to the battery 33, the electric water pump 8, and the three-way valve 7, and the ECU 20 controls the power supply from the battery 33 to the electric water pump 8 and the three-way valve 7. Then, the ECU 20 switches the cooling water circulation circuit in the cooling water circulation system by controlling these.
[0031]
Next, circulation of the cooling water in the cooling water circulation system according to the present embodiment will be described.
[0032]
First, in the present embodiment, the circulation of cooling water when the internal combustion engine 1 is in operation will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a cooling water circulation circuit when the internal combustion engine 1 is operating after the warm-up of the internal combustion engine 1 is completed. The arrow of the dashed-dotted line in FIG. 2 shows the flow of cooling water.
[0033]
When the internal combustion engine 1 is warmed up, the second bypass water passage 4b communicates with the fourth cooling water passage 3d in order to supply the hot water stored in the heat storage container 5 to the internal combustion engine 1. The ECU 20 blocks the second bypass water channel 4b side by the three-way valve 7. Therefore, the cooling water pumped by the mechanical water pump 9 circulates through the engine cooling water passage 2 and the cooling water passage 3 as shown by the one-dot chain arrow in FIG. At this time, the cooling water flows through the heater core 6. Since the cooling water flowing through the engine cooling water channel 2 is heated by the internal combustion engine 1, the temperature rises, and the heater core 6 is heated by the amount of heat.
[0034]
Here, recovery of the cooling water into the heat storage container 5 during the operation of the internal combustion engine 1 will be described. When the internal combustion engine 1 is in operation, the cooling water is heated by the internal combustion engine 1 while circulating through the engine cooling water passage 2 and the cooling water passage 3. Then, when the temperature of the cooling water flowing through the engine cooling water channel 2 detected by the second water temperature sensor 11 becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the ECU 20 controls the three-way valve 7 to control the third cooling water passage 3c and the fourth cooling water. The water passage 3d and the second bypass water passage 4b are connected. Therefore, high-temperature cooling water (hereinafter referred to as hot water) flows into the heat storage container 5 from the first cooling water inlet / outlet 5a of the heat storage container 5 through the first bypass water channel 4a. At this time, the low-temperature cooling water stored in the heat storage container 5 when the internal combustion engine 1 is warmed up passes from the second cooling water inlet / outlet 5b of the heat storage container 5 to the fourth cooling water passage 3d via the second bypass water passage 4b. leak. In this way, hot water is collected in the heat storage container 5 during operation of the internal combustion engine 1.
[0035]
However, when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped before the temperature of the cooling water flowing in the engine cooling water channel 2 reaches a predetermined temperature, the hot water is not recovered in the heat storage container 5. Therefore, in the present embodiment, when the temperature of the cooling water (hot water) in the engine cooling water channel 2 is higher than the temperature of the cooling water stored in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, Is recovered in the heat storage container 5.
[0036]
Here, in the present embodiment, the circulation of the cooling water when recovering the hot water in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a cooling water circulation circuit when hot water is collected in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped. The arrow of the dashed-dotted line in FIG. 3 shows the flow of cooling water.
[0037]
When recovering hot water in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the ECU 20 shuts off the third cooling water passage 3c side by the three-way valve 7 and opens the second bypass water passage 4b side. The 2 bypass water channel 4b and the 4th cooling water channel 3d are connected. Then, the ECU 20 supplies electric power from the battery 33 and operates the electric water pump 8. Therefore, the cooling water is pumped by the electric water pump 8, and as shown by the one-dot chain line arrow in FIG. 3, the second bypass water channel 4b → the heat storage container 5 → the first bypass water channel 4a → the first cooling water channel 3a → the engine cooling. A circulation circuit in which the cooling water circulates in the order of the water channel 2 → the fourth cooling water channel 3 d → the second bypass water channel 4 b is formed. In the present embodiment, this circulation circuit is referred to as a hot water recovery circulation circuit.
[0038]
If such a warm water collection | recovery circulation circuit is formed, the warm water which existed in the engine cooling water channel 2 will flow in into the thermal storage container 5 from the 2nd cooling water entrance / exit 5b of the thermal storage container 5. FIG. Then, the low-temperature cooling water stored in the heat storage container 5 flows out from the first cooling water inlet / outlet 5 a of the heat storage container 5. As a result, hot water is recovered in the heat storage container 5.
[0039]
As described above, when the hot water is recovered in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the ECU 20 controls the three-way valve 7 so that the fourth cooling water passage 3d and the second bypass water passage 4b communicate with each other. At the same time, the electric water pump 8 is operated to pump the cooling water. At this time, when the electric power is supplied from the battery 33, the electric water pump 8 immediately starts pumping the cooling water, but it takes time to complete the opening of the second bypass water channel 4b side by the three-way valve 7 (for example, , About 5 seconds). Therefore, when the control of the three-way valve 7 and the operation of the electric water pump 8 are started at the same time, the pumping of the cooling water is performed in a state where the hot water recovery circuit is shut off or before the opening of the hot water recovery circuit is completed. May be performed. In this case, the flow of the cooling water is obstructed by the three-way valve 7 and the load on the electric water pump 8 may be increased. Therefore, in the present embodiment, after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the hot water recovery control as shown in FIG. 4 is performed when the hot water is recovered in the heat storage container 5.
[0040]
Hereinafter, the hot water recovery control when recovering the hot water in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a hot water recovery control routine for recovering hot water in the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped. This routine is stored in advance in the ECU 20 and is repeated every predetermined time while the power of the ECU 20 is ON.
[0041]
In this routine, first, in S101, the ECU 20 determines whether or not the ignition switch 30 is turned off, that is, whether or not the operation of the internal combustion engine 1 is stopped.
[0042]
In S101, when it is determined that the ignition switch 30 is not OFF, that is, the internal combustion engine 1 is in operation, the ECU 20 ends the execution of this routine. On the other hand, when it is determined in S101 that the ignition switch 30 is OFF, that is, the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the ECU 20 proceeds to S102.
[0043]
In S102, the ECU 20 determines whether or not a hot water recovery execution condition for executing the hot water recovery into the heat storage container 5 is satisfied. Here, the hot water recovery execution condition is when the temperature of the cooling water in the engine cooling water channel 2 is higher than the temperature of the cooling water stored in the heat storage container 5. The temperature of the cooling water stored in the heat storage container 5 is determined when the warm water is collected into the heat storage container 5 or when the internal combustion engine 1 is warmed up before the routine is executed (internal combustion as described later). It is estimated from the temperature of the cooling water in the first bypass water channel 4a detected by the first water temperature sensor 10 during the warm-up before starting the engine 1).
[0044]
When it is determined in S102 that the hot water recovery execution condition is not satisfied, the ECU 20 ends the execution of this routine. On the other hand, when it is determined in S102 that the hot water recovery execution condition is satisfied, the ECU 20 proceeds to S103.
[0045]
In S103, the ECU 20 determines from the output value of the position sensor 12 whether or not the second bypass water channel 4b side is blocked by the three-way valve 7.
[0046]
In the present embodiment, for example, when the operation of the internal combustion engine 1 is stopped before the hot water recovery into the heat storage container 5 is started during the operation of the internal combustion engine 1, the cooling water circulation system in FIG. Since the circulation circuit as shown by the one-dot chain line arrow is formed, the second bypass water passage 4b side is blocked by the three-way valve 7 during execution of this routine. On the other hand, when the hot water recovery into the heat storage container 5 is started during the operation of the internal combustion engine 1 and the operation of the internal combustion engine 1 is stopped during the operation, the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d communicate with each other. Therefore, at the time of execution of this routine, the second bypass water channel 4b side is not blocked by the three-way valve 7.
[0047]
If it is determined in S103 that the second bypass water channel 4b side is blocked, the ECU 20 proceeds to S107. On the other hand, if it is determined in S103 that the second bypass water channel 4b side is not blocked, that is, the second bypass water channel 4b and the fourth cooling water channel 3d are in communication, the ECU 20 proceeds to S104.
[0048]
In S107, the ECU 20 opens the second bypass water passage 4b side with respect to the three-way valve 7, and communicates with the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d (corresponding to the opening instruction according to the present invention). ). When this communication command is issued, the three-way valve 7 starts to open on the second bypass water channel 4b side.
[0049]
Next, the ECU 20 proceeds to S108, whether or not the opening of the second bypass water passage 4b side by the three-way valve 7 is completed, that is, whether the communication between the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d is completed. Determine whether or not.
[0050]
If it is determined in S108 that the communication between the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d is not completed, the ECU 20 repeats S108. On the other hand, when it is determined in S108 that the communication between the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d is completed, the ECU 20 proceeds to S104.
[0051]
In S104, the ECU 20 issues an operation start command (corresponding to a circulation execution command according to the present invention) to the electric water pump 8, and starts pumping and circulating cooling water by the electric water pump 8.
[0052]
Next, the ECU 20 proceeds to S105, and determines whether or not a hot water recovery end condition for ending the hot water recovery into the heat storage container 5 is satisfied. Here, examples of the hot water recovery end condition include a case where the temperature of the hot water recovered in the heat storage container 5 has reached a predetermined recovery end temperature. At this time, the temperature of the hot water collected in the heat storage container 5 is estimated from the temperature of the cooling water in the first bypass water channel 4 a detected by the first water temperature sensor 10. Further, the hot water recovery end temperature here is determined by the temperature of the hot water in the engine cooling water channel 2 and the temperature of the cooling water stored in the heat storage container 5 before executing the hot water recovery into the heat storage container 5. It is done.
[0053]
If it is determined in S105 that the hot water recovery end condition is not satisfied, the ECU 20 repeats S105. On the other hand, if it is determined in S105 that the hot water recovery end condition is satisfied, the ECU 20 proceeds to S106.
[0054]
The ECU 20 having proceeded to S106 stops the operation of the electric water pump 8 and ends the execution of this routine.
[0055]
According to the hot water recovery control described above, after the communication between the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d is completed, that is, after the opening of the hot water recovery circulation circuit is completed, the operation of the electric water pump 8 is performed. Is started and cooling water is pumped. Therefore, the operation of the electric water pump 8 can be prevented from being started in a state where the hot water recovery circulation circuit is shut off or before the opening of the hot water recovery circulation circuit is completed. Therefore, the load on the electric water pump 8 can be reduced.
[0056]
In the hot water recovery control routine, the ECU 20 issues an operation start command to the electric water pump 8 after the communication between the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d is completed. However, after issuing a communication command to communicate the second bypass water channel 4b and the fourth cooling water channel 3d, the ECU 20 issues an operation start command to the electric water pump 8 before the communication is completed. Anyway.
[0057]
Even in this case, since the operation of the electric water pump 8 can be prevented from being started in a state where the hot water recovery circulation circuit is interrupted, the second bypass water passage 4b and the fourth cooling to the three-way valve 7 are prevented. The load on the electric water pump 8 can be reduced as compared with the case where the communication command with the water passage 3d and the operation start command to the electric water pump 8 are issued simultaneously.
[0058]
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention will be described. The schematic configuration of the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present embodiment and its cooling water circulation system is the above-described internal combustion engine provided with the heat storage device according to the first embodiment shown in FIG. This is the same as the schematic configuration of the system.
[0059]
In the present embodiment, the circulation of the cooling water when warming up the internal combustion engine 1 before the internal combustion engine 1 is started when cold will be described with reference to FIG. That is, the cooling water circulation circuit when warming up the internal combustion engine 1 before the internal combustion engine 1 is started in the cold state is the same as the hot water recovery circulation circuit described in the first embodiment. .
[0060]
When the internal combustion engine 1 is warmed up before the internal combustion engine 1 is started when it is cold, the ECU 20 controls the three-way valve 7 and the electric water pump 8, as shown by the one-dot chain arrow in FIG. 3. A circulation circuit through which the cooling water circulates is formed. In the present embodiment, this circulation circuit is referred to as a warm-up circulation circuit.
[0061]
When such a warm-up circulation circuit is formed before the internal combustion engine 1 is started, the warm water collected and stored in the heat storage container 5 during the operation or after the operation stop of the internal combustion engine 1 is stored in the first heat storage container 5. It flows out from the cooling water inlet / outlet 5a. The internal combustion engine 1 is heated and warmed up by this hot water.
[0062]
In the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is warmed up before the internal combustion engine 1 is started when it is cold, as in the hot water recovery after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped in the first embodiment described above. The ECU 20 controls the three-way valve 7 to cause the fourth cooling water passage 3d and the second bypass water passage 4b to communicate with each other, and operates the electric water pump 8 to pump the cooling water. Therefore, when the control of the three-way valve 7 and the operation of the electric water pump 8 are started at the same time, the flow of the cooling water is hindered by the three-way valve 7 and the load on the electric water pump 8 may increase. . Therefore, in the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is warmed up before the internal combustion engine 1 is started when it is cold, warm-up control as shown in FIG. 5 is performed.
[0063]
Hereinafter, warm-up control when warming up the internal combustion engine 1 before the internal combustion engine 1 is started when cold will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a warm-up control routine for warming up the internal combustion engine 1 before the internal combustion engine 1 is started when it is cold. This routine is stored in advance in the ECU 20 and is repeated every predetermined time while the power of the ECU 20 is ON. In this routine, S103 to S104 and S106 to S108 are the same as the warm water recovery control routine shown in FIG.
[0064]
In this routine, the ECU 20 first determines in step S201 whether or not the ignition switch 30 has been turned on. Here, in S201, it is only necessary to determine whether or not the internal combustion engine 1 is before starting. Therefore, in addition to the ignition switch 30, it is determined whether or not a door switch is turned on, or a seating sensor in the seat. It may be determined whether or not has transmitted an ON signal.
[0065]
If it is determined in S201 that the ignition switch 30 is not ON, the ECU 20 ends the execution of this routine. On the other hand, if it is determined in S201 that the ignition switch 30 is ON, the ECU 20 proceeds to S202.
[0066]
In S202, the ECU 20 determines whether or not a warm-up execution condition for executing the warm-up of the internal combustion engine 1 is satisfied. As a warm-up execution condition, the case where the temperature of the cooling water in the engine cooling water channel 2 detected by the 2nd water temperature sensor 1 is below predetermined warm-up execution temperature can be illustrated.
[0067]
When it is determined in S202 that the warm-up execution condition is not satisfied, the ECU 20 ends the execution of this routine. On the other hand, when it is determined in S202 that the warm-up execution condition is satisfied, the ECU 20 proceeds to S103.
[0068]
In S103, the ECU 20 determines from the output value of the position sensor 12 whether or not the second bypass water channel 4b side is blocked by the three-way valve 7.
[0069]
In the present embodiment, for example, after the recovery of hot water into the heat storage container 5 is completed during the operation of the internal combustion engine 1 and a circulation circuit as shown by the dashed-dotted arrow in FIG. When the operation is stopped, a circulation circuit as shown by the one-dot chain line arrow in FIG. 2 described above is formed, and therefore, when the routine is executed, the second bypass water channel 4b side is blocked by the three-way valve 7. It is in a state. On the other hand, when the above-described hot water recovery into the heat storage container 5 after the operation of the internal combustion engine 1 is stopped and then the operation of the internal combustion engine 1 is stopped, the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage Therefore, when this routine is executed, the second bypass water channel 4b side is not blocked by the three-way valve 7.
[0070]
In S205, it is determined whether or not a warm-up execution end condition for ending warm-up before the cold start of the internal combustion engine 1 is satisfied. Here, examples of the warm-up end condition include a case where the temperature of the hot water collected in the heat storage container 5 has reached a predetermined warm-up end temperature. The warming-up end temperature here is determined by the temperature of the cooling water in the engine cooling water channel 2 and the temperature of the hot water stored in the heat storage container 5 before executing the warming up before starting the internal combustion engine 1. .
[0071]
If it is determined in S205 that the warm-up termination condition is satisfied, the ECU 20 proceeds to S106, stops the operation of the electric water pump 8, and ends the execution of this routine.
[0072]
According to the warm-up control described above, after the communication between the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d is completed, that is, after the opening of the warm-up circulation circuit is completed, the operation of the electric water pump 8 is performed. Is started and cooling water is pumped. Therefore, it is possible to prevent the operation of the electric water pump 8 from being started in a state where the warm-up circulation circuit is interrupted or before the opening of the warm-up circulation circuit is completed. Therefore, the load on the electric water pump 8 can be reduced.
[0073]
Also in the warm-up control routine, similar to the warm water recovery routine in the first embodiment described above, after a communication command is issued so as to connect the second bypass water passage 4b and the fourth cooling water passage 3d. For example, the ECU 20 may issue an operation start command to the electric water pump 8 before the communication is completed.
[0074]
Even in this case, since the operation of the electric water pump 8 can be prevented from being started in a state where the warm-up circulation circuit is interrupted, the second bypass water channel 4b and the fourth cooling to the three-way valve 7 are prevented. The load on the electric water pump 8 can be reduced as compared with the case where the communication command with the water passage 3d and the operation start command to the electric water pump 8 are issued simultaneously.
[0075]
Note that the hot water recovery circuit or the warm-up circuit in the first embodiment or the second embodiment described above corresponds to the circuit according to the present invention. The pumping device according to the present invention includes an electric water pump 8, and the circuit opening / closing means according to the present invention includes a three-way valve 7. Further, the circulation execution command means and the opening execution command means according to the present invention are constituted by the ECU 20.
[0076]
【The invention's effect】
According to the internal combustion engine including the heat storage device according to the present invention, it is possible to reduce the load of the pressure feeding device that pumps and circulates the heat medium. Therefore, it is possible to prevent the life of the pumping device from being shortened and to reduce the failure rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine equipped with a heat storage device according to the present invention and its cooling water circulation system.
FIG. 2 is a diagram showing a cooling water circulation circuit when the internal combustion engine is in operation after the completion of warm-up of the internal combustion engine.
FIG. 3 is a diagram showing a warm water recovery circuit according to the first embodiment or a warm-up circuit according to the second embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a hot water recovery control routine for recovering hot water in the heat storage container after the operation of the internal combustion engine is stopped.
FIG. 5 is a flowchart showing a warm-up control routine for warming up the internal combustion engine before the internal combustion engine is started when it is cold.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine
2 ... Engine cooling water channel
3 ... Cooling water passage
3a .. First cooling water passage
3b .. Second cooling water passage
3c ··· Third cooling water passage
3d · · · 4th cooling water passage
4a ··· 1st bypass channel
4b ... Second bypass channel
5 ... Thermal storage container
5a ··· First cooling water inlet / outlet
5b ··· Second cooling water inlet / outlet
6. Heater core
7 ... Three-way valve
8 ... Electric water pump
9 ... Mechanical water pump
10. ・ First water temperature sensor
11. Second water temperature sensor
20. ・ ECU
30 ・ ・ Ignition switch
31. Starter switch
32. Heater switch
33. Battery

Claims (4)

熱媒体を蓄熱状態で貯留する蓄熱容器と、
該蓄熱容器を経由して前記熱媒体が循環する循環回路と、
前記熱媒体を該循環回路にて圧送し循環させる圧送装置と、
該圧送装置によって前記熱媒体を循環させるときには該循環回路を開通し、前記圧送装置によって前記熱媒体を循環させないときには該循環回路を遮断する回路開閉手段と、
前記循環回路に前記熱媒体を循環させるべく前記圧送装置に循環実行指令を出す循環実行指令手段と、
前記循環回路を開通すべく前記回路開閉手段に開通指令を出す開通指令手段と、を備え、
前記循環回路に前記熱媒体を循環させるときは、前記開通指令手段から前記回路開閉手段に前記開通指令が出された後、前記循環実行指令手段から前記圧送装置に前記循環実行指令が出される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 the heat medium in a heat storage state;
A circulation circuit through which the heat medium circulates via the heat storage container;
A pumping device for pumping and circulating the heat medium in the circulation circuit;
Circuit opening and closing means for opening the circulation circuit when circulating the heat medium by the pressure feeding device, and shutting off the circulation circuit when not circulating the heat medium by the pressure feeding device;
A circulation execution command means for issuing a circulation execution command to the pressure feeding device to circulate the heat medium in the circulation circuit;
Opening command means for issuing an opening command to the circuit opening and closing means to open the circulation circuit, and
When circulating the heat medium in the circulation circuit, the circulation execution command is issued from the circulation execution command means to the pumping device after the opening instruction means is issued to the circuit opening / closing means. An internal combustion engine provided with a heat storage device characterized by the above.
前記回路開閉手段による前記循環回路の開通が完了した後、前記循環実行指令手段から前記圧送装置に前記循環実行指令が出される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 having a heat storage device according to claim 1, wherein after the opening of the circulation circuit by the circuit opening / closing means is completed, the circulation execution command is issued from the circulation execution command means to the pressure feeding device. 前記循環回路は、さらに前記内燃機関を経由しており、該内燃機関の停止時に、該内燃機関によって加熱された前記熱媒体を前記循環回路に循環させて前記蓄熱容器内に回収するときに、前記開通指令手段から前記回路開閉手段に前記開通指令が出されることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。The circulation circuit further passes through the internal combustion engine, and when the internal combustion engine is stopped, when the heat medium heated by the internal combustion engine is circulated through the circulation circuit and collected in the heat storage container, The internal combustion engine having a heat storage device according to claim 1 or 2, wherein the opening instruction is issued from the opening instruction means to the circuit opening / closing means. 前記循環回路は、さらに前記内燃機関を経由しており、該内燃機関の停止時に、前記蓄熱容器に貯留された高温の前記熱媒体を前記循環回路に循環させて該内燃機関を暖機するときに、前記開通指令手段から前記回路開閉手段に前記開通指令が出されることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄熱装置を備えた内燃機関。The circulation circuit further passes through the internal combustion engine, and when the internal combustion engine is stopped, the high-temperature heat medium stored in the heat storage container is circulated through the circulation circuit to warm up the internal combustion engine. The internal combustion engine provided with the heat storage device according to claim 1 or 2, wherein the opening command is issued from the opening command means to the circuit opening / closing means.
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WO2006085496A1 (en) * 2005-02-10 2006-08-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle controller

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