專利名稱：內(nèi)燃機及燃料供給裝置的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛裝載用的內(nèi)燃機，其設(shè)有臨時儲存熱量并將其輸出至熱媒體流動的循環(huán)通路的蓄熱裝置，特別涉及控制從所述蓄熱裝置向循環(huán)通路供熱的控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
一般來說，對于在汽車等車輛中裝載的內(nèi)燃機，在燃燒室周圍的溫度未達到所需溫度的狀態(tài)(冷態(tài))下的機器運轉(zhuǎn)會產(chǎn)生供給燃燒室的燃料不能充分霧化等不良情況，從而導(dǎo)致排放及油耗性能惡化。
但實際上，除了內(nèi)燃機臨時停止后再次發(fā)動的情況外，每次開始運轉(zhuǎn)內(nèi)燃機時，從內(nèi)燃機起動到暖機結(jié)束這一段時間不得不在冷狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
針對這個問題，已知這樣一種蓄熱裝置，其具有將內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱儲存在規(guī)定蓄熱容器中，再輸出至冷態(tài)內(nèi)燃機的功能。
例如特開平6-185359號公報中所記載的內(nèi)燃機的蓄熱裝置，在發(fā)動機停止工作后也能以保溫狀態(tài)貯存由該發(fā)動機放熱而變熱的冷卻水的一部分，并在下次發(fā)動機發(fā)動時釋放到冷卻系統(tǒng)(該內(nèi)燃機的冷卻通路)，從而使得發(fā)動機得到提前升溫。
但是，通常，發(fā)動機起動時即使使熱水在發(fā)動機的冷卻通路中循環(huán)，但是發(fā)動機在起動的瞬間并不一定能達到合適的溫度而完成暖機工作，因此不能使發(fā)動機在充分預(yù)熱的狀態(tài)下起動。即，不能夠完全控制向發(fā)動機供熱的時刻與向該發(fā)動機供熱后狀態(tài)的關(guān)系，以使該發(fā)動機處于適當?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)。
而且，不僅限于具備蓄熱裝置的內(nèi)燃機，在其它為了確保良好的工作狀態(tài)而需要進行一定程度的暖機、換句話說需要供熱的被供熱體上都存在同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供被供熱體的控制裝置，其能夠根據(jù)被供熱體的工作狀態(tài)對從蓄熱裝置向被供熱體的供熱進行最適當?shù)目刂?。另外，本發(fā)明的目的在于提供作為這種被供熱體而設(shè)有功能良好的蓄熱裝置的內(nèi)燃機。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第1方面是一種內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機設(shè)有使熱媒體循環(huán)的循環(huán)通路、存儲熱量的蓄熱裝置以及將該蓄熱裝置存儲的熱量通過上述熱媒體供應(yīng)到上述循環(huán)通路的供熱裝置，根據(jù)與內(nèi)燃機起動相關(guān)的特定定時因素來設(shè)定，在內(nèi)燃機起動之前，通過上述供熱裝置開始向上述循環(huán)通路供熱。
這里的時間因素是指與時刻、時間相關(guān)的所有參數(shù)，例如，特定動作的開始時刻、結(jié)束時刻及期間，或特定事件的發(fā)生開始時刻、結(jié)束時刻及期間。
為了提高內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)初期的排氣特性及燃料經(jīng)濟性，最理想的是在上述蓄熱裝置向該內(nèi)燃機的供熱開始后，經(jīng)過規(guī)定的時間再起動內(nèi)燃機。并且，使內(nèi)燃機起動的時刻與對該內(nèi)燃機進行必要充分供熱的結(jié)束時刻(供熱結(jié)束時刻)一致。
通過以上述供熱開始時刻為基準，在供熱結(jié)束后進行內(nèi)燃機起動，可使內(nèi)燃機起動時刻與供熱結(jié)束時刻一致。但是，如果希望在任意時刻起動內(nèi)燃機，則難以從該內(nèi)燃機的起動時刻追溯決定上述供熱開始時刻。
采用這種構(gòu)造，通過以內(nèi)燃機起動之前必然發(fā)生的特定事件為基準開始供熱，在任意時刻進行內(nèi)燃機起動的情況下，能夠從該內(nèi)燃機的起動時刻追溯適宜的時間設(shè)定供熱開始時刻。
上述定時因素例如可以采用以下的時刻①開始解除防盜裝置的工作時②打開裝載了內(nèi)燃機的車輛的上下車用車門時③探測到司機在駕駛座落座時④探測到設(shè)置在車輛駕駛座上的安全帶被系上時⑤探測到車輛的剎車操作時⑥探測到裝載了內(nèi)燃機的車輛的離合器操作時⑦探測到車輛的上下車用門鎖解除時可將①-⑦的時刻作為上述定時因素，以上動作在內(nèi)燃機起動之前發(fā)生的必然性及時間再現(xiàn)性均很高，通過根據(jù)這些動作的發(fā)生時刻來決定供熱開始時刻，將合適的供熱開始時刻確切地設(shè)定在大致每次內(nèi)燃機的起動時。
另外，本發(fā)明的第2方面是一種被供熱體的控制裝置，所述被供熱體的控制裝置是在所定條件成立的基礎(chǔ)上而對被供熱體進行供熱。該條件根據(jù)與上述被供熱體起動相關(guān)的特定狀態(tài)來決定，同時，根據(jù)與該被供熱體起動相關(guān)的特定狀態(tài)控制向該被供熱體的供熱時間。
此處，上述被供熱體也指進行某些動作并成為供熱對象的任何部件。該被供熱體自身的狀態(tài)將受到供熱程度的影響。采用上述結(jié)構(gòu)，例如通過以與被供熱體的起動相關(guān)聯(lián)的必然發(fā)生的特定事件為基準開始供熱，在任意時候進行該被供熱體起動的情況下，均可設(shè)定從該被供熱體的起動時刻倒推適當時間的供熱開始時刻。
另外，上述被供熱體也可以是原動機。
被供熱體如果是原動機，則對于因熱的輸入輸出而易于改變其起動時工作狀態(tài)的原動機而言，可以準確控制其起動時的工作狀態(tài)。
本發(fā)明的第3方面是一種內(nèi)燃機，所述內(nèi)燃機設(shè)有使熱媒體循環(huán)的循環(huán)系和將上述蓄熱裝置貯存的熱量通過上述循環(huán)系循環(huán)的熱媒體供給至該機器的供熱裝置，在該機器起動之前，通過上述供熱裝置對該機進行多次供熱。
此處，熱媒體除了氣體、液體之類的流體外，也可以是光、電流之類的包含潛在熱(能量)但是實際上不具備實體的媒體。另外，使這樣的熱媒體循環(huán)的循環(huán)系，可以是例如內(nèi)燃機冷卻通道這樣的流體循環(huán)通道，也可以是電流通過的電路。另外，也可以是傳達輻射熱的空間。
另外，進行多次供熱是指單位時間對所供熱量重復(fù)進行連續(xù)或間斷的增減(變動)的形式。即，是指進行相對大量與少量熱量的交互供給的方式，也指供給規(guī)定的熱量后，暫時中止供熱，然后再次供給規(guī)定量的熱量的方式。
上述本發(fā)明的第3方面根據(jù)供熱裝置的間斷動作狀態(tài)進行供熱。因此，與連續(xù)排出(消耗)通過蓄熱裝置貯存的熱量相比，可以更長時間的持續(xù)使用通過蓄熱裝置貯存的有限熱量。即，在例如由于某種原因造成該機器起動時刻延期等以及起動時刻不確定的情況下，可防止在該機器起動之前通過蓄熱裝置貯存的熱量全部耗盡的情況。即，可以抑制該機器溫度暫時上升之后又下降的情況發(fā)生。
因此，在任意時刻起動該機器的情況下，在該機器起動時，熱供給均處于確實結(jié)束的狀態(tài)。
另外，只要在通過上述供熱裝置進行的多次供熱中，至少在該機起動時已經(jīng)進行了一次供熱即可，這樣，即使在該機器起動初期仍繼續(xù)供熱，從而可以更好地提高該機器起動時的排氣特性及燃料經(jīng)濟性能。
本發(fā)明的第4方面是一種供熱系統(tǒng)的控制裝置，所述供熱系統(tǒng)的控制裝置在該被供熱體開始工作之前，通過上述供熱系統(tǒng)能夠?qū)ι鲜霰还狍w進行多次供熱。
采用該結(jié)構(gòu)，例如可以根據(jù)供熱系統(tǒng)的間斷工作方式對被供熱體進行供熱。因此，與連續(xù)排出(消耗)供熱系統(tǒng)貯存熱量相比，即使供熱系統(tǒng)貯存的熱量有限，這種方式也可以長時間的持續(xù)使用。
因此，在任意時刻起動該被供熱體的情況下，在起動時，熱供給均處于確實結(jié)束的狀態(tài)。
因此，關(guān)于該被供熱體起動時的供熱，可以可靠使用確保最佳工作狀態(tài)所要求的理想供熱時間及供熱量。
另外，在上述由供熱系統(tǒng)進行的多次供熱中，可以在該被供熱體開始動作時至少進行了一次供熱，當采用這種結(jié)構(gòu)，即使在被供熱體起動初期仍繼續(xù)供熱，從而可以進一步適當?shù)乇ＷC與該被供熱體起動相關(guān)的工作狀態(tài)。
另外，上述被供熱體也可以是原動機，對于通過熱的輸入輸出而易于改變其起動時工作狀態(tài)的原動機而言，能夠準確控制起動時的工作狀態(tài)。
另外，上述原動機也可以是內(nèi)燃機，其希望通過熱量輸入輸出而易于改變其起動時工作狀態(tài)，特別是通過其工作狀態(tài)影響燃燒狀態(tài)、并特別希望為了穩(wěn)定其燃燒狀態(tài)所實施的熱供給在起動之前已結(jié)束完成，因此，可以準確地控制起動時的燃燒狀態(tài)。
本發(fā)明的形式并不局限于上述車輛用的內(nèi)燃機以及被供熱體的控制裝置。本發(fā)明的其它形式例如可以是內(nèi)燃機或者被供熱體的控制方法。


圖1為顯示了本發(fā)明一種實施例的裝載了車載發(fā)動機系統(tǒng)的車輛局部的示意圖。
圖2所示為與該實施例相關(guān)的以電子控制裝置為中心的發(fā)動機系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)的框圖。
圖3所示為與該實施例相關(guān)的車載發(fā)動機系統(tǒng)的示意圖。
圖4為顯示在與該實施例相關(guān)的發(fā)動機中，其燃燒室周邊剖面構(gòu)造的局部放大示意圖。
圖5為概括地顯示與該實施例相關(guān)的發(fā)動機系統(tǒng)的模式6A、圖6B、圖6C為顯示試驗性改變蓄熱器的電動泵的工作狀態(tài)的結(jié)果，汽缸蓋的溫度變化的時序圖。
圖7是表示與該實施例相關(guān)的預(yù)熱控制順序的流程圖。
圖8是表示與第1種實施例相關(guān)的預(yù)熱控制順序的流程圖。
圖9是將從駕駛室側(cè)車門的開啟到發(fā)動機起動為止的一連串動作的時刻顯示在時間軸上的時序圖。
圖10是表示另一實施例的預(yù)熱控制程序的一部分的流程圖。
圖11是表示與第2種實施例相關(guān)的預(yù)熱控制程序的流程圖。
圖12是從點火開關(guān)鑰匙插入方向所見的開關(guān)筒的平面圖。
圖13是表示另一實施例中預(yù)熱控制的一部分的流程圖。
圖14是表示另一實施例中預(yù)熱控制的一部分的流程圖。
圖15是表示另一實施例中預(yù)熱控制的一部分的流程圖。
圖16是表示另一實施例中預(yù)熱控制的一部分的流程圖。
圖17是另一實施例中從點火開關(guān)鑰匙插入方向所見的開關(guān)筒的平面圖。
圖18是概括顯示另一實施例中發(fā)動機系統(tǒng)的模式圖。
圖19是概括顯示另一實施例中發(fā)動機系統(tǒng)的模式圖。
圖20是顯示另一實施例中預(yù)熱控制程序的一部分的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明中設(shè)有蓄熱裝置的車輛裝載用內(nèi)燃機適用于車載用發(fā)動機系統(tǒng)的一種實施例進行說明。
圖1所示為裝載有本實施例的車載發(fā)動機系統(tǒng)(內(nèi)燃機)的車輛局部的示意圖。
將車載發(fā)動機系統(tǒng)(以下，稱為發(fā)動機系統(tǒng))100作為驅(qū)動系統(tǒng)裝載的車輛1是駕駛時不需要操作離合器的所謂自動變速式轎車。如圖1所示，在占據(jù)車輛1內(nèi)部空間一部分的駕駛席1a處，以駕駛座椅2為中心，在其周圍設(shè)在車門(駕駛席一側(cè))3、系脫安全帶(圖中省略)的內(nèi)扣4、用于使設(shè)置在發(fā)動機系統(tǒng)100中的發(fā)動機主體(圖中省略)起動的開關(guān)筒5、調(diào)整該發(fā)動機主體動力輸出的油門踏板6、使車1制動的制動踏板7、切換變速器(圖中省略)功能的變速桿8、除了在屏幕上顯示道路情況等圖像信息外還可通過觸摸操作進行輸入操作的顯示裝置9、探測駕駛員聲音的麥克風9a等。設(shè)置在駕駛席1a中的上述各部件2-9以及9a等分別直接或通過探測該部件動作的儀器(傳感器類)與電子控制裝置(ECU)30進行電氣連接。
圖2所示為以ECU30為中心的發(fā)動機系統(tǒng)100的簡要電路構(gòu)成。如圖2所示，在ECU30的外部輸入電路36電氣連接有開關(guān)筒5、落座傳感器2a、車門開關(guān)傳感器3a、門鎖傳感器3b、安全帶傳感器4a、制動傳感器7a、檔位傳感器8a、麥克風(聲音)傳感器9a以及水溫傳感器25等將有關(guān)車輛1的各部件或駕駛員的信息以電子信號輸出的各種儀器。
開關(guān)筒5具有根據(jù)插入其中的點火開關(guān)鑰匙5A的操作切換與發(fā)動機10起動相關(guān)的各部件的工作狀況的點火開關(guān)的功能。即，除了對主繼電器進行“開(ON)、關(guān)(OFF)”操作，以使顯示裝置9(參照圖1)以及照明燈(圖中省略)、音響(圖中省略)或顯示燈之類的外圍設(shè)備的主電源和ECU30時發(fā)動機10實施運轉(zhuǎn)控制的功能，還通過ECU30向起動發(fā)動機10的起動馬達26、點火器19、燃料噴射閥18等輸出指令信號。
另外，開關(guān)筒5與點火開關(guān)鑰匙5A共同構(gòu)成眾所周知的防盜裝置。即，點火開關(guān)鑰匙5A中內(nèi)置有記錄了特定碼的通訊芯片5B，當點火開關(guān)鑰匙5A插入開關(guān)筒5時，開關(guān)筒5讀取通訊芯片5B中記錄的特定碼并傳送到ECU30。ECU30將自身預(yù)先儲存的注冊碼與由開關(guān)筒5傳送的上述特定碼對照，只有在兩者一致的情況下才允許發(fā)動機10起動。即，如果不使用內(nèi)置有記錄了正規(guī)碼的通訊芯片的點火開關(guān)鑰匙5A，則不能起動發(fā)動機10。通過ECU30對上述特定碼與注冊碼進行對照稱為防盜裝置解除動作。
車門開關(guān)傳感器3a及門鎖傳感器3b安裝在駕駛席側(cè)的車門3(參照圖1)上。車門開關(guān)傳感器3a識別駕駛席側(cè)的車門3的開關(guān)狀態(tài)，輸出對應(yīng)識別情況的信號。另外，門鎖傳感器3b識別駕駛席側(cè)的車門3是否上鎖，并輸出對應(yīng)識別情況的信號。內(nèi)置于駕駛座椅2(參照圖1)的落座傳感器2a識別駕駛員是否落座，并輸出對應(yīng)該識別情況的信號。安裝在內(nèi)扣4中的安全帶傳感器4a識別安全帶(圖中省略)與內(nèi)扣4的扣合狀態(tài)，并輸出對應(yīng)識別情況的信號。安裝在制動踏板7中的制動傳感器7a輸出對應(yīng)踏板7踏下量的信號。安裝在變速桿8中的檔位傳感器8a輸出對應(yīng)駕駛員選擇的變速桿8位置(檔位)的信號。
另外，在ECU30的外部輸出電路37中電氣連接有燃料噴射閥18、點火器19、電動式水泵(電動泵)EP、電動式送風扇(電扇)22a、23a、起動馬達26等控制車輛1(發(fā)動機系統(tǒng)100)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的部件以及車1室內(nèi)(例如顯示裝置9附近)安裝的照明燈28、喇叭29等。
另外，如上所述，可在屏幕上顯示出的道路情況等圖像信息外，還可通過觸摸進行輸入操作的顯示器9與外部輸入電路36以及外部輸出電路37都進行電氣連接。
ECU30的內(nèi)部設(shè)有中央處理器(CPU)31、只讀存儲器(ROM)32、隨機存取存儲器(RAM)33、備份RAM34以及計時器35等，這些部件與外部輸入電路36以及外部輸出電路37通過總線38進行連接組成邏輯運算電路。此處，ROM32預(yù)先儲存了控制燃料噴射量、點火時間、冷卻系20內(nèi)冷卻水狀況等發(fā)動機系統(tǒng)100中發(fā)動機10運轉(zhuǎn)狀況等各種程序。RAM83暫存CPU52的運算結(jié)果。備份RAM34是即使在發(fā)動機10運轉(zhuǎn)停止后也能保留數(shù)據(jù)的不易失存性存儲器。計時器35進行計時工作。外部輸入電路36包含緩沖存儲器、脈沖電路、硬性過濾器以及A/D變換器等。外部輸出電路包含驅(qū)動電路等。
這種結(jié)構(gòu)的ECU30根據(jù)通過外部輸入電路36從上述各種傳感器2a、3a、3b、4a、7a、8a、9a以及開關(guān)筒5或顯示器9等讀取的信號，對發(fā)動機系統(tǒng)100的發(fā)動機10起動、燃料噴射、點火以及冷卻水狀況等進行各種控制。
圖3表示了本實施例的發(fā)動機系統(tǒng)100的簡略結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，發(fā)動機系統(tǒng)100大致由發(fā)動機主體(發(fā)動機)10、冷卻系20以及電子控制裝置(ECI)30構(gòu)成。
發(fā)動機10的外圍以氣缸體10a為下段、以汽缸蓋10b為上段、兩個部分10a、10b以互相閉合的狀態(tài)形成。發(fā)動機10內(nèi)部形成有4個燃燒室(圖中省略)，連通各燃燒室與外部的進排氣口(圖中省略)。發(fā)動機10通過使經(jīng)進氣口供給的混合氣(外部空氣與燃料的混合氣體)爆炸、燃燒，而獲得其輸出軸(圖中省略)上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。
冷卻系20由在發(fā)動機10內(nèi)包圍各燃燒室即進排氣口外圍的循環(huán)通路(水冷套)A、使冷卻水在發(fā)動機10與蓄熱器21之間循環(huán)的循環(huán)通路B、使冷卻水在發(fā)動機10與散熱器22之間循環(huán)的循環(huán)通路C、使冷卻水在發(fā)動機10與供暖發(fā)熱芯體23之間循環(huán)的循環(huán)通路D構(gòu)成。另外，循環(huán)通路A的一部分作為各循環(huán)通路B、C、D的一部分共享。循環(huán)通路A可以大致區(qū)分為在氣缸體10a內(nèi)形成的循環(huán)通路A1、在汽缸蓋10b內(nèi)形成的循環(huán)通路A2、連接循環(huán)通路A1和A2的旁路通路A3。
即，冷卻系20是由多個冷卻水循環(huán)通路組合構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)。在所述冷卻系20內(nèi)循環(huán)的冷卻水作為熱媒體通過在與發(fā)動機10之間進行熱交換，由此進行該發(fā)動機10各部件的冷卻或升溫。另外，蓄熱容器21與循環(huán)通路B構(gòu)成了本實施例所涉及的供熱系統(tǒng)。
構(gòu)成冷卻系20的上述各循環(huán)通路A、B、C、D中，設(shè)有控制和探測冷卻水的狀態(tài)及溫度的各種部件。
電動式水泵(電動泵)EP根據(jù)ECU30的指令信號工作，使循環(huán)通路B內(nèi)的冷卻水沿箭頭方向流動。
電動泵EP的下游設(shè)有蓄熱器21。蓄熱器21具有在與外部隔熱的狀態(tài)下貯存一定量冷卻水的功能。即，如圖3中簡略內(nèi)部構(gòu)造所示，蓄熱器21具有設(shè)有外罩21a及容納在該外罩21a內(nèi)的冷卻水容納部21b這樣的雙重結(jié)構(gòu)。外罩21a與冷卻水容納部21b之間的間隙保持大致真空狀態(tài)，以使冷卻水容納部21b的內(nèi)部空間與外部保持在隔熱狀態(tài)。冷卻水容納部21b內(nèi)裝有將由循環(huán)通路B(泵側(cè)通路B1)送來的冷卻水導(dǎo)入上述容器21b的導(dǎo)入管21c和將上述容器21b中的冷卻水排出到循環(huán)通路B(發(fā)動機側(cè)通路B2)的排水管21d。通過排水管21d排出到發(fā)動機側(cè)通路B2的冷卻水被導(dǎo)入發(fā)動機10的汽缸蓋10b中，并在該汽缸蓋10b內(nèi)優(yōu)先流過在各氣筒的進氣口附近形成的路徑。
另外，泵側(cè)通路B1及發(fā)動機側(cè)通路B2的通道中分別設(shè)有止回閥21e、21f，只允許冷卻水通過蓄熱器21從泵側(cè)通路B1向發(fā)動機側(cè)通路B2流動，從而限制了反向流動。
機械式水泵(機械泵)MP，使用了從發(fā)動機10輸出軸傳送的驅(qū)動力，在發(fā)動機10運轉(zhuǎn)時，通過外部通路P1將冷卻水泵入到氣缸體10a內(nèi)。伴隨著發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)，機械泵MP開始工作，使得循環(huán)通路C及循環(huán)通路D中的冷卻水各自按箭頭方向流動。
裝在循環(huán)通路C中的散熱器22將加熱的冷卻水向外部散熱。電風扇22a由根據(jù)ECU30的指令信號驅(qū)動，從而提高了散熱器22中冷卻水的散熱效率。另外，循環(huán)通路C的通道中，在散熱器22的下游裝有恒溫器24。恒溫器24是隨感應(yīng)溫度高低而開關(guān)的控制閥，當恒溫器24附近的循環(huán)通路C內(nèi)的冷卻水溫度超過規(guī)定溫度(比如80℃)時，閥門打開允許冷卻水流動，當?shù)陀谝?guī)定溫度時，閥門關(guān)閉限制冷卻水流動。
即，發(fā)動機10運轉(zhuǎn)時(機械泵MP工作時)，若冷卻水溫度超過80℃，則允許循環(huán)通路C中的冷卻水流動，通過散熱器22的作用進行冷卻水(發(fā)動機10)的強制冷卻。對于發(fā)動機10來說，其溫度(與冷卻系20中冷卻水溫度大體相同)超過80℃或者接近80℃的狀態(tài)稱為熱態(tài)，低于80℃的狀態(tài)稱為冷態(tài)。
循環(huán)通路D中設(shè)置的供暖發(fā)熱芯體23，利用在發(fā)動機10中加熱的冷卻水的熱量，根據(jù)需要對車室內(nèi)(圖中未示出)進行供暖。根據(jù)ECU指令信號驅(qū)動的電風扇23a在促進流過供暖發(fā)熱芯23的冷卻水放熱的同時，使冷卻水放熱所產(chǎn)生的暖氣通過空氣通路(圖中省略)送到車室內(nèi)。
對于在各循環(huán)通路B、C、D循環(huán)的冷卻水、設(shè)置在從發(fā)動機10朝外部的共用流路途中的水溫傳感器25將對應(yīng)該流路中的冷卻水溫度(冷卻水溫)THW的探測信號輸出到ECU30。
下面，對發(fā)動機10內(nèi)形成的各燃燒室周邊的構(gòu)造，以冷卻水通路為中心進行詳細說明。
圖4為示意圖側(cè)視圖，其局部放大表示了作為發(fā)動機10內(nèi)部結(jié)構(gòu)一部分的燃燒室周邊的剖面結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，燃燒室11位于氣缸體10a與汽缸蓋10b交界處，形成于在氣筒12中隨著發(fā)動機10輸出軸的旋轉(zhuǎn)而上下運動的活塞13的上部。燃燒室11內(nèi)的空間，通過進氣閥14及排氣閥15分別與進氣口16及排氣口17連通，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，通過進氣口16吸入混合氣，通過排氣口17將廢氣排出。安裝在進氣口16上的燃料噴射閥18，根據(jù)ECU30發(fā)出的指令信號噴射供給燃料。通過燃料噴射閥18噴射供給的燃料在進氣口16內(nèi)霧化，與新氣形成混合氣并不斷進入燃燒室11。之后，根據(jù)ECU30的指令信號驅(qū)動的點火器19在適當時刻對火花塞19a通電，以使進入燃燒室11中的混合氣燃燒。
在氣缸體10a中，形成包圍在氣筒12外圍的冷卻水通路(相當于圖3所示的循環(huán)通路A1的一部分)Pc。另外，在汽缸蓋10b內(nèi)，在進氣口16及排氣口17的附近，形成有各自的進氣口側(cè)冷卻水通路Pa(相當于圖3所示的循環(huán)通路A2的一部分)以及排氣口側(cè)冷卻水通路Pb(同樣，相當于圖3所示的循環(huán)通路A2)。在包含這些冷卻水通路Pa、Pb、Pc(循環(huán)通路A1、A2)的冷卻系20內(nèi)循環(huán)的冷卻水的狀態(tài)，如前所述，基本上可以通過機械泵MP、電動泵EP以及恒溫器24的動作進行控制。
下面，對涉及本實施例的發(fā)動機系統(tǒng)100通過ECU30的指令信號等控制冷卻水狀態(tài)的冷卻系控制進行簡要說明。另外，由所述發(fā)動機系統(tǒng)100進行的冷卻系控制，根據(jù)其執(zhí)行時刻及執(zhí)行條件的不同，大致可分為“發(fā)動機起動后冷態(tài)時的控制”、“起動后熱態(tài)時的控制”以及“發(fā)動機起動前的控制(預(yù)熱控制)”。
圖5A、5B、5C為概括顯示發(fā)動機系統(tǒng)100的模式圖，其說明了發(fā)動機系統(tǒng)100(參照圖3)的冷卻系20中循環(huán)的冷卻水的流動隨發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)狀態(tài)、溫度分布而變化的狀態(tài)。另外，在圖5A、5B、5C中，冷卻水產(chǎn)生流動的通路(包括通路中設(shè)置的各種部件)用實線表示，冷卻水幾乎或完全不流動的通路(包括通路中設(shè)置的各種部件)用點劃線表示。
首先，圖5A、5B都表示發(fā)動機10處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，電動泵EP處于停止狀態(tài)時的發(fā)動機系統(tǒng)100。但是，圖5A表示冷卻系20內(nèi)恒溫器24附近的冷卻水溫在80℃以下的狀態(tài)，圖5B表示冷卻系20內(nèi)恒溫器24附近的冷卻水溫在80℃以上的狀態(tài)。
如圖5A及5B所示，電動泵EP處于停止狀態(tài)時，在汽缸蓋10b內(nèi)除了構(gòu)成循環(huán)通路A、循環(huán)通路C、循環(huán)通路D一部分的循環(huán)通路A2以外，沿循環(huán)通路B的冷卻水幾乎停止流動。
此時，若冷卻系20內(nèi)的恒溫器24附近的冷卻水溫在80℃以下，則該恒溫器(控制閥)24關(guān)閉，以限制冷卻水從該控制閥24向散熱器22流動。這樣，在發(fā)動機系統(tǒng)100內(nèi)，只有循環(huán)通路A及循環(huán)通路D中的冷卻水由于機械泵MP的作用而流動(圖5A)。
另外，在冷卻系20內(nèi)的恒溫器24附近的冷卻水溫在80℃以上時，該恒溫器(控制閥)24打開，以允許冷卻水從該控制閥24向散熱器22流動。這樣，在發(fā)動機系統(tǒng)100內(nèi)，循環(huán)通路A、C、D內(nèi)的冷卻水由于機械泵MP的作用而流動(圖5B)。
在本實施例的發(fā)動機10運轉(zhuǎn)時，冷卻系20基本上保持圖5A或圖5B所示的狀態(tài)。另外，在各圖所示的冷卻系20的狀態(tài)可具體由“發(fā)動機起動后冷態(tài)時的控制”(圖5A)、“起動后熱態(tài)時的控制”(圖5C)來實現(xiàn)。
圖5C表示發(fā)動機10處于停止狀態(tài)、電動泵EP處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的發(fā)動機系統(tǒng)100。
如圖5C所示，當電動泵EP運轉(zhuǎn)時，冷卻水沿著循環(huán)通路B流動。這時，因為發(fā)動機10處于停止狀態(tài)，與其輸出軸聯(lián)動的機械泵MP也停止，循環(huán)通路A1、旁路通路A3、循環(huán)通路C以及循環(huán)通路D內(nèi)的冷卻水幾乎不流動。即，圖5C所示的冷卻系20的狀態(tài)相當于發(fā)動機即將起動時的狀態(tài)，由上述“預(yù)熱控制”具體實現(xiàn)。
此處，對上述“預(yù)熱控制”的內(nèi)容及執(zhí)行程序進行更詳細的說明。
圖6A、圖6B、圖6C為時間圖，其顯示了關(guān)于前面圖2-圖5所示的發(fā)動機系統(tǒng)100，作為實驗性改變發(fā)動機10起動時電動泵EP的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的結(jié)果，汽缸蓋10b溫度變化的不同狀態(tài)。這里，時刻t1為發(fā)動機10起動時刻。用虛線表示的溫度變化曲線(下稱變化曲線)α表示該機起動時電動泵EP不運轉(zhuǎn)情況下的溫度變化，用點劃線表示的變化曲線β表示在該機起動的同時電動泵EP開始運轉(zhuǎn)情況下的溫度變化。而用實線表示的變化曲線γ則表示在由該機起動的規(guī)定時間(本實施例中為5秒)之前，電動泵EP開始運轉(zhuǎn)情況下的溫度變化。在各變化曲線α、β、γ中，假設(shè)上次發(fā)動機10運轉(zhuǎn)即將結(jié)束時(發(fā)動機停止時)是處于熱態(tài)為前提的。即，假設(shè)蓄熱器中貯存了溫度足夠高的水。
如圖6所示，在變化曲線α中，發(fā)動機起動后(時刻t1之后)，通過伴隨著發(fā)動機運轉(zhuǎn)的發(fā)動機10自身的發(fā)熱作用，汽缸蓋10b的溫度逐漸上升。根據(jù)外界氣溫等環(huán)境條件，從時刻t1經(jīng)過十幾秒至幾十秒之后的時刻t3，汽缸蓋10b的溫度(與冷卻水溫度大體相同)達到80℃時，在該溫度附近恒溫器24進行反復(fù)開關(guān)閥門的操作，以使冷卻水溫(汽缸蓋10b的溫度)大約保持在恒溫(80℃)。
在變化曲線β中，在發(fā)動機10起動的同時，向汽缸蓋10b供給以大約80℃以上溫度狀態(tài)貯存在蓄熱器21中的冷卻水(熱水)。這種情況下，發(fā)動機10起動后(時刻t1之后)，經(jīng)過10秒鐘左右后的時刻t2，汽缸蓋10b的溫度(與冷卻水溫度大體相同)達到大約80℃，之后，冷卻水溫(汽缸蓋10b的溫度)大約保持在恒溫(80℃)。
在變化曲線γ中，在發(fā)動機10起動之前，向汽缸蓋10b供給蓄熱器21中的熱水。這時，汽缸蓋10b的溫度在電動泵EP開始工作后5-10秒鐘左右到達與蓄熱器21中的冷卻水相同的溫度(60-80℃)，這已經(jīng)得到發(fā)明人的證實。在圖6的變化曲線γ中，設(shè)定為在電動泵EP在時刻t0開始運轉(zhuǎn)后，經(jīng)過10秒鐘(時刻t1)再起動發(fā)動機10。
這樣，汽缸蓋10b的溫度確實達到80℃后，發(fā)動機10開始起動。順便說一下，隨著發(fā)動機10的起動，(比循環(huán)通路B中的冷卻水溫低)低溫的冷卻水從冷卻系20中除了循環(huán)通路B以外的通路流入汽缸蓋10b中。這樣，在時刻t1之后，雖汽缸蓋10b的溫度暫時稍微下降，但通過蓄熱器21繼續(xù)供應(yīng)熱水及發(fā)動機運轉(zhuǎn)自身的產(chǎn)熱，溫度再次上升，并通過恒溫器的調(diào)節(jié)保持在80℃左右。
在本實施例的發(fā)動機系統(tǒng)100中，由燃料噴射閥18噴射到發(fā)動機10的燃料在進氣口16內(nèi)霧化，與新氣形成混合氣進入到燃燒室11，該混合氣供燃燒的情況已在圖4中進行了說明。
為此，為了使噴射供給的燃料在進氣口16內(nèi)迅速霧化，從適當保持該霧化后的狀態(tài)的觀點來看，最好使發(fā)動機10、特別是汽缸蓋10b內(nèi)形成的進氣口16內(nèi)壁的溫度超過設(shè)定溫度(60℃，最好是80℃左右)。若進氣口16內(nèi)壁的溫度過低，則燃料容易粘附在內(nèi)壁上，難以高效率霧化(氣化)燃料，且難以使霧化(氣化)后的燃料保持在這種狀態(tài)。這些與燃料霧化相關(guān)的缺點，難以實現(xiàn)燃燒效率及空油比的最佳化，可能造成排氣特性及燃料經(jīng)濟性能降低。
發(fā)動機10處于冷態(tài)時，若在不部進行任何供熱的條件下繼續(xù)發(fā)動機起動運轉(zhuǎn)，汽缸蓋10b(進氣口16)的溫度達到足夠高則需要比較長的時間(時刻t1-t3)，正如圖6A的變化曲線α所示。另外，如圖6A的變化曲線β所示，即使在發(fā)動機起動的同時或之后立即從蓄熱器21供給熱水，盡可能縮短發(fā)動機起動后的預(yù)熱時間，在預(yù)熱過程中(時刻t1-t2)的排氣特性和燃料經(jīng)濟性能仍難免低下。
為此，如圖6A的變化曲線γ所示，對發(fā)動機系統(tǒng)100進行控制(預(yù)熱控制)，以使在發(fā)動機10起動之前將冷卻水從蓄熱器21供給到汽缸蓋10b，在發(fā)動機10起動之前完成預(yù)熱工作(發(fā)動機10從冷態(tài)轉(zhuǎn)為熱態(tài))。
但是，通過來自蓄熱器21的熱水供給使發(fā)動機10從冷態(tài)轉(zhuǎn)換為熱態(tài)需要數(shù)秒鐘。如果駕駛員意圖起動發(fā)動機10的時刻早于結(jié)束所述轉(zhuǎn)換的時刻，那么在轉(zhuǎn)換為熱態(tài)之前起動發(fā)動機10，燃料則不能充分霧化。
另外，如果駕駛員意圖起動發(fā)動機10的時刻滯后于所述轉(zhuǎn)換結(jié)束時刻，則會使蓄熱器21中貯存的熱水無謂的消耗掉。
為此，在本實施例的發(fā)動機系統(tǒng)100中，作為該發(fā)動機10起動之前必然發(fā)生的動作，該動作時刻將每回大致相同的特定動作探測作為預(yù)熱的觸發(fā)信號。將探測到該動作(觸發(fā)信號)的時刻作為定時因素，根據(jù)該定時因素決定預(yù)熱開始時刻。
圖7顯示了本實施例的預(yù)熱控制的基本程序。即，在發(fā)動機10起動之前從蓄熱器向該發(fā)動機供熱(預(yù)熱)按以下基本程序進行。
首先，在步驟S1中，ECU30判斷發(fā)動機10起動之前是否發(fā)生特定的動作(觸發(fā)信號)。該觸發(fā)信號對于發(fā)動機10起動之前有一定必然性的事情，不管是因駕駛員的行為而引起的人為事件還是非人為事件均可。
其次，在步驟S2中，對與預(yù)熱的實施相關(guān)的條件進行設(shè)定(或者確認)。
與預(yù)熱實施相關(guān)的條件例如可以是從預(yù)熱開始到預(yù)熱結(jié)束的時間，也可以是判斷預(yù)熱結(jié)束的判斷標準，例如發(fā)動機的溫度上升量、從蓄熱容器向發(fā)動機供給的熱水供給量等。而且，也可以將上述條件根據(jù)當前環(huán)境(例如發(fā)動機的溫度、外界氣溫)進行運算、參照圖形得出。另外，也可以是預(yù)熱實施期間的條件(例如從蓄熱容器向發(fā)動機供給熱水的流量)等。
在步驟S2，如果當前環(huán)境處于不必預(yù)熱的情況，例如冷卻水溫已經(jīng)超溫時，也可以判斷為不進行預(yù)熱。
之后，在步驟S3，例如根據(jù)前面步驟S2設(shè)定的條件開始并繼續(xù)預(yù)熱。這時，也可以將禁止實施預(yù)熱時起動發(fā)動機作為附加條件，在確實結(jié)束預(yù)熱后發(fā)動機10才能起動。這一附加禁止條件的具體實現(xiàn)方法，可以是在預(yù)熱過程中通知(讓其識別)駕駛員不要起動發(fā)動機10，也可以實行自動控制以優(yōu)先于發(fā)動機起動實施蓄熱容器的熱水供給，且禁止同時進行熱水供給和發(fā)動機起動。另外，也可以采用在預(yù)熱結(jié)束之前不能夠起動發(fā)動機10的機械構(gòu)造。
然后，經(jīng)過規(guī)定時間的預(yù)熱持續(xù)(步驟S4)、結(jié)束(步驟S5)這樣的順序，發(fā)動機10起動(步驟S6)。在步驟S6，可以通知駕駛員預(yù)熱已結(jié)束，由駕駛員手動操作起動發(fā)動機10，也可以在預(yù)熱結(jié)束后由ECU30等控制自動起動發(fā)動機。
如果按照這一基本程序(控制的形式)進行預(yù)熱控制，需要選擇發(fā)動機10起動之前的必然性及動作時刻再現(xiàn)性較高的動作，根據(jù)所選擇的動作時刻決定供熱開始時刻。這樣，每次都可以確切設(shè)定合適的供熱開始時刻，以在發(fā)動機10起動時的溫度保證高再現(xiàn)性。換句話說，可以實現(xiàn)在發(fā)動機10確實轉(zhuǎn)入熱態(tài)后起動發(fā)動機10。這樣，便解除了與燃料氣化相關(guān)的不利因素，使燃料燃燒效率及空燃比處于最佳狀態(tài)，并提高了排氣特性及燃料經(jīng)濟性能。
下面，參照圖8，按照上述基本順序(圖7)對本實施例的發(fā)動機系統(tǒng)100在發(fā)動機10起動之前進行的“預(yù)熱控制”進行詳細說明。
圖8流程圖，其表示了發(fā)動機系統(tǒng)100在發(fā)動機10停止中每隔規(guī)定時間執(zhí)行的“預(yù)熱控制程序”的處理內(nèi)容。ECU30的ROM32預(yù)先儲存了與以下程序相關(guān)的程序。
圖8所示的預(yù)熱控制程序的處理開始后，ECU30首先在步驟S101判斷是否探測到防盜裝置的解除動作，如果該判斷是肯定的，處理進入到步驟S102。如果該判斷是否定的，則退出該程序。
在步驟S102，判斷當前發(fā)動機狀態(tài)是否符合預(yù)熱實施條件。具體的說，就是判斷由水溫傳感器25探測出的冷卻水的溫度(冷卻水溫)THW是否低于設(shè)定溫度(希望設(shè)定為60℃左右)。如果該判斷是肯定的，則確認發(fā)動機10處于冷態(tài)，處理進入步驟S103，開始預(yù)熱。如果該步驟S102的判斷是否定的，則退出該程序。
在步驟S103，開始電動泵EP的運轉(zhuǎn)，在開始從蓄熱容器21向發(fā)動機10供給熱水的同時，在顯示器9的畫面上顯示出達到預(yù)熱結(jié)束的時間(剩余時間)。
使電動泵EP持續(xù)運轉(zhuǎn)規(guī)定的時間(例如5秒鐘)，到預(yù)熱結(jié)束為止，在顯示器9的畫面上依次顯示出剩余時間(步驟S104)。
預(yù)熱結(jié)束后，ECU30在停止電動泵EP運轉(zhuǎn)的同時，將預(yù)熱結(jié)束的信息顯示在顯示器9的畫面上(步驟S104)。
最后，在步驟S106中，ECD30驅(qū)動起動馬達26的同時，開始燃料噴射閥18的工作(向發(fā)動機10供給燃料)及通過點火器19對點火火花塞19a通電，從而進行發(fā)動機10的自動運轉(zhuǎn)。
順便說一下，上述“預(yù)熱控制程序”(圖8)中各個步驟的處理相當于前面基本程序(圖7)中的某一步。即，步驟101(圖8)相當于步驟S1(圖7)、步驟102(圖8)相當于步驟S2(圖7)、步驟103(圖8)相當于步驟S3(圖7)、步驟104(圖8)相當于步驟S4(圖7)、步驟105(圖8)相當于步驟S5(圖7)。
如圖9所示的時間圖所示，(1)打開駕駛室側(cè)車門3→(2)在駕駛員座椅2落座→(3)將點火開關(guān)鑰匙5A插入開關(guān)筒5→(4)防盜裝置解除動作開始→(6)切換到點火開關(guān)的“ON””位置→(7)防盜裝置的解除動作結(jié)束→(8)系上安全帶→起動馬達26起動這樣的一系列動作，對于裝載有發(fā)動機系100的車輛的駕駛員來說，幾乎是起動發(fā)動機10之前必然的動作。通過這些動作，從各種動作(1)-(8)的實施時間至起動馬達起動為止所經(jīng)過的時間，與例如駕駛員的性別、身體狀況等幾乎沒有關(guān)系，其可特定為一個無個人差異的再現(xiàn)性較高的值，這一點發(fā)明者進行了驗證。
正如前面圖4中變化圖γ所示，如果在發(fā)動機10起動(起動馬達26開始工作)之前5-10秒鐘左右開始預(yù)熱工作，那么該發(fā)動機10就可在大致脫離低溫狀態(tài)的狀態(tài)下起動。
即，如果選擇各動作(1)-(8)中的某一個動作的執(zhí)行時刻作為一個因素(定時因素)，那么根據(jù)該定時因素可以求得發(fā)動機10起動前最合適的預(yù)熱開始時刻(例如發(fā)動機起動前的5秒鐘)。
在上述“預(yù)熱控制程序”中，選擇防盜裝置的解除動作作為發(fā)動機10起動之前必然發(fā)生的事件，根據(jù)該選擇事件的發(fā)生時刻開始預(yù)熱。防盜裝置的解除動作的開始時刻作為發(fā)動機10起動之前發(fā)生的事件不僅必然性高，而且關(guān)于從其開始時刻到發(fā)動機10的任意起動時刻的時間長度的再現(xiàn)性也較高。
因此，與防盜裝置解除動作的開始時刻同時，或者在根據(jù)該時刻而規(guī)定時刻開始預(yù)熱，由此可以圓滿完成預(yù)熱工作。即，即使在任意時候起動發(fā)動機10，在發(fā)動機10起動時預(yù)熱也可處于結(jié)束狀態(tài)。
另外，如果防盜裝置的解除動作所需時間比預(yù)熱所需時間短，那么即使防盜裝置的解除動作結(jié)束，由蓄熱器21對發(fā)動機10的充分供熱也未結(jié)束。即使在這種情況下，也可通過上述“預(yù)熱控制程序”中步驟S104-S106的一系列處理，將到預(yù)熱結(jié)束為止的剩余時間等通知駕駛員，從而能良好地確保發(fā)動機起動時駕駛員的舒適感。
或者，也可以使防盜裝置的解除動作至少持續(xù)到預(yù)熱結(jié)束時或之后，顯示出達到防盜裝置解除動作結(jié)束時的剩余時間，使駕駛員認識到目前正進行防盜裝置解除動作。通過這樣有意識地給予駕駛員的認識，也可以在使發(fā)動機10起動時良好地確保駕駛員的舒適性。
無論怎樣，防盜裝置解除動作的持續(xù)時間，即從其開始時刻到發(fā)動機10的任意起動時刻所花費時間長度的再現(xiàn)性足夠高。發(fā)動機10起動時從將點火開關(guān)鑰匙插入開關(guān)筒5到發(fā)動機10起動，時間很短，而且每回所花時間都幾乎相同。這樣短的時間，駕駛員起動發(fā)動機操作時不會感到不便。
如上所述，根據(jù)本實施例中發(fā)動機系100實施的“預(yù)熱控制程序”，選擇發(fā)動機10起動前必然發(fā)生的且該時間再現(xiàn)性較高的事件作為定時因素，根據(jù)該定時因素控制預(yù)熱的實施時間，這樣，就可以在發(fā)動機10確實脫離冷態(tài)后、至少在確實高于不適合所供燃料氣化的溫度范圍時才起動發(fā)動機。
這樣，解除了與發(fā)動機起動時的燃料氣化(霧化)相關(guān)的不利因素，使燃料燃燒效率及空燃比達到最佳，還提高了排氣特性及燃料經(jīng)濟性能。
另外，作為本發(fā)明的第二個實施例，也可以代替上述防盜裝置解除動作的開始，用駕駛室側(cè)車門3打開的動作作為預(yù)熱的觸發(fā)信號。
在這種情況下，例如上述“預(yù)熱控制程序”(圖8)中的步驟S201的處理可由圖10所示的處理代替。
即，在步驟S101，當變速桿8的位置(檔位)處于停車用位置(停車位置)的狀態(tài)時，ECU30判斷是否探測到駕駛席側(cè)車門3的打開動作，該判斷如果是肯定的，則進入步驟S202，如果是否定的，則暫時退出該“預(yù)熱控制程序”的處理。這時，可根據(jù)檔位傳感器8a的輸出信號判斷變速桿8的位置、根據(jù)車門開關(guān)傳感器3a判斷駕駛席側(cè)車門3打開的動作。
另外，也可以用駕駛席側(cè)車門3的開鎖動作代替上述作為上述觸發(fā)信號的駕駛席側(cè)車門3的打開動作，通過上圖10的“預(yù)熱控制程序”起到大體相同的效果。在這種情況下，ECU30可以根據(jù)門鎖傳感器3b的輸出信號判斷駕駛室側(cè)車門3的鎖定是否解除。
此處，如圖6B中的溫度變化曲線δ所示，從時刻t0開始的由蓄熱器21向汽缸蓋10b的熱水供給，在發(fā)動機10不起動而持續(xù)供熱的情況下，到時刻t1后，汽缸蓋10b的溫度上升到80℃(蓄熱器中貯存的熱水溫度)左右后，緩緩下降。此時，如果將發(fā)動機10進行最佳起動所希望的汽缸蓋10b的溫度下限值設(shè)為L，那么時刻t1＇之后，汽缸蓋10b的溫度將會降到溫度L(下限值)以下。換句話說，將會降低對發(fā)動機10的預(yù)熱效果。
這時，即使將蓄熱器21中貯存的熱水的一部分供給到氣缸蓋10b，暫時中止供水，那么若經(jīng)過規(guī)定時間后再重新供水，也能保持汽缸蓋10b的溫度高于下限值L，同時減緩蓄熱器中熱水的消耗速度。即，如圖6c中的溫度變化所示，從時刻t0開始熱水供給，到時刻t1暫時停止，到時刻tc時再度供給，由此，即使經(jīng)過了時刻t1＇后，汽缸蓋10b的溫度依然維持在下限值L之上的狀態(tài)。順便說一下，在時刻t1＇附近起動發(fā)動機10時，如溫度變化所示，汽缸蓋10b的溫度不會降至下限值L之下，而是會很快上升到80℃。
在本實施例的發(fā)動機系統(tǒng)100中，ECU30控制電動泵EP的工作，以使發(fā)動機10起動前后的汽缸蓋10b的溫度變化體現(xiàn)為圖6c中的溫度變化ζ。
即，ECU30預(yù)先選擇發(fā)動機10起動之前必然發(fā)生的事件，根據(jù)該事件發(fā)生的時刻開始預(yù)熱。預(yù)熱開始后，使電動泵EP工作規(guī)定時間后暫停，經(jīng)過規(guī)定時間后重新開始工作，由此，蓄熱器21中貯存的熱水按規(guī)定量間斷地排出到循環(huán)通路B(發(fā)動機側(cè)通路B2)。
接著，參照流程圖11說明發(fā)動機系統(tǒng)100的預(yù)熱開始后，將蓄熱器中貯存的熱水以數(shù)次排出到發(fā)動機冷卻通路的具體控制程序。
圖11是表示在發(fā)動機系統(tǒng)100停止時執(zhí)行的“預(yù)熱控制程序”的處理內(nèi)容流程圖。ECU30的ROM32中預(yù)先記錄了與以下程序相關(guān)的程序。
本程序根據(jù)車門開關(guān)傳感器3a的輸出信號識別發(fā)動機10起動之前駕駛員必然更做的開關(guān)駕駛席側(cè)車門3的動作，判斷是否探測到駕駛席側(cè)車門3的打開動作(步驟S201)。例如，在步驟S201中，若ECU30在發(fā)動機10在停止狀態(tài)下探測到駕駛席側(cè)車門3的打開時，則進入到步驟S202。該判斷如果是否定的，暫時終止該程序。
在步驟S202，確認當前發(fā)動機狀態(tài)是否符合預(yù)熱執(zhí)行條件。具體的說，就是水溫傳感器25探測的冷卻水溫度(冷卻水溫)THW如果低于設(shè)定溫度(希望設(shè)定為60℃左右)，確認發(fā)動機10處于冷態(tài)，處理進入步驟S203，進行預(yù)熱。順便說一下，在當前發(fā)動機狀態(tài)不符合預(yù)熱執(zhí)行條件的情況下，即，S202的判斷是否定的，那么在本程序(本次的發(fā)動機起動)中不進行預(yù)熱。
在步驟S204，使電動泵EP開始運轉(zhuǎn)，在開始從蓄熱器21向發(fā)動機10供給熱水的同時，通過預(yù)熱燈28點亮，告知駕駛員正在預(yù)熱。另外，電動泵EP的運轉(zhuǎn)，在蓄熱器21內(nèi)貯存的熱水量的一半持續(xù)排至循環(huán)通路B(發(fā)動機側(cè)通路B2)時暫時停止。順便說一下，蓄熱器21內(nèi)貯存的熱水的一半量排出到發(fā)動機側(cè)通路B2，完全可以使汽缸蓋10b的溫度超過圖6B或圖6C所說的下限值L。
接著在步驟S204，根據(jù)點火開關(guān)鑰匙5A插入開關(guān)筒5的操作識別點火開關(guān)的動作。
如圖12所示，從點火開關(guān)鑰匙5A的插入方向看去，開關(guān)筒5由設(shè)有用于插入鑰匙5A的鎖孔5b的圓形轉(zhuǎn)子5c和以自身內(nèi)周圍繞圓形轉(zhuǎn)子5c外周的環(huán)形鎖殼5d組成。鎖殼5d形成開關(guān)筒5的主體外輪廓，同時被固定在例如駕駛室的操作面板(圖中省略)上。轉(zhuǎn)子5c的結(jié)構(gòu)應(yīng)能在若扭轉(zhuǎn)插入鎖孔5b的點火開關(guān)鑰匙5A時，相對于鎖殼5d在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。如圖12中的實線所示，點火開關(guān)鑰匙5A在鎖孔5b的縱向端部與鎖殼5d上標有“LOCK”的位置SW1一致的狀態(tài)下，能夠插入鎖孔5b。
在發(fā)動機10起動時，首先，駕駛員(操作員)將點火開關(guān)鑰匙5A插入鎖孔5b，當鑰匙從標有“LOCK”的位置SW1轉(zhuǎn)動到標有“ACC”的位置SW2時，照明燈(圖中省略)、音響(圖中省略)或者導(dǎo)航設(shè)備(圖中省略)等外圍設(shè)備的主電源處于“開(ON)”的狀態(tài)。進而，當該點火開關(guān)鑰匙5A繼續(xù)轉(zhuǎn)動到標有“ON”的位置SW3(圖12中，用二點劃線表示)時，對ECU30來說，驅(qū)動實施發(fā)動機10的運轉(zhuǎn)控制功能的主繼電器處于“開(ON)”的狀態(tài)。接著，當該點火開關(guān)鑰匙5A轉(zhuǎn)動到標有“START”的位置SW4時，起動馬達26運轉(zhuǎn)以使發(fā)動機10的曲軸轉(zhuǎn)動，同時與所述曲軸轉(zhuǎn)動同期進行燃料噴射閥18開始噴射供給燃料且點火器19點燃氣化燃料。另外，作為本處理程序中的一個環(huán)節(jié)，ECU30伴隨向處理步驟S103的處理轉(zhuǎn)換的同時，限制(鎖定)插入開關(guān)筒5的點火開關(guān)鑰匙5A從位置SW3向位置SW4的轉(zhuǎn)動。
在步驟S204中，當識別到點火開關(guān)鑰匙5A轉(zhuǎn)動到標有“ON”的位置SW3時，電動泵EP再次運轉(zhuǎn)，將蓄熱器21中的剩余熱水(半量)排出到發(fā)動機側(cè)通路B2(步驟205)。結(jié)果，使蓄熱器21中貯存的熱水全部排出到發(fā)動機側(cè)通路B2中。
這樣，若蓄熱器21中全部熱水排完，則ECU30接著在步驟S206中使預(yù)熱燈28熄滅。
最后，ECU30在步驟S207中，解除點火開關(guān)鑰匙5A從位置SW3轉(zhuǎn)動到SW4的限制(鎖定)。即，車輛1的駕駛員可以將點火開關(guān)鑰匙5A轉(zhuǎn)動到位置SW以使發(fā)動機10起動。
經(jīng)過步驟S207后，ECU30在本程序中的處理暫時結(jié)束。
根據(jù)以上所描述的處理程序，ECU30在發(fā)動機10起動之前進行預(yù)熱控制。
在上述“預(yù)熱控制程序”中，對電動泵EP的運轉(zhuǎn)進行控制，以在汽缸蓋10b的溫度有一定程度的上升時，暫時停止向該汽缸蓋10b的熱水供給，經(jīng)過規(guī)定時間后再重新開始供給。順便說一下，在上述“預(yù)熱控制程序”的步驟S203電動泵EP暫時停止后，到步驟S205電動泵EP再次運轉(zhuǎn)所經(jīng)過的時間(本實施例中為5秒鐘左右)非常短，在這期間汽缸蓋10b的溫度不會低于前面圖6B或圖6C中所說的下限值L。
即，在本實施例中，通過根據(jù)上述電動泵EP的間斷運轉(zhuǎn)狀態(tài)實施預(yù)熱，比起連續(xù)排出蓄熱器21中全部熱水的方式，可以更長時間的持續(xù)使用蓄熱器21中貯存的有限熱水。這樣，即使由于某種原因造成發(fā)動機10的起動延期，也可以確實抑制暫時上升的汽缸蓋10b溫度再度下降。
另外，如果對保持在設(shè)定溫度范圍(本實施例中為高于下限值L的溫度)的汽缸蓋10b再次供給熱水，汽缸蓋10b可以在短時間內(nèi)上升到熱水的溫度(本實施例中為80℃左右)，因此，在任何時刻起動發(fā)動機10時，只要在其稍前(本實施例中為點火開關(guān)切換到“ON”的時刻)再次供給熱水，發(fā)動機10起動時就可處于預(yù)熱確實結(jié)束的狀態(tài)。
因此，在發(fā)動機10確實脫離冷態(tài)后、至少在確實高于與所供燃料％化不適合的溫度范圍時起動發(fā)動機。
這樣，解除了發(fā)動機起動時與燃料氣化(霧化)有關(guān)的不利因素，使燃料燃燒效率及空燃比達到最佳，并提高了排氣特性及然料經(jīng)濟性能。
在取得上述效果時，由于不必增大蓄熱器21的容量，因此，在蓄熱器21(蓄熱裝置)相對于車輛1的裝載性方面也可發(fā)揮其優(yōu)越性。
在本實施例中，根據(jù)駕駛席側(cè)車門3的開閉，開始進行蓄熱器21內(nèi)一半量熱水的供給，然后對應(yīng)點火開關(guān)切換到“ON”的時刻開始供給剩余的一半熱水。
另外，也適于采用發(fā)動機10發(fā)動之前腳踏制動踏板7的動作作為預(yù)熱的觸發(fā)信號代替上述第1個實施例中防盜裝置的解除動作的開始或者上述第2個實施例中駕駛席側(cè)車門3的開門動作。
這時，例如上述“預(yù)熱控制程序”中圖8的步驟S101或圖11的步驟S201中的處理可用圖13所示的步驟301代替。
即，如圖13所示，在步驟S301，當變速桿8的位置(檔位)處于停車用位置(停車位置)的狀態(tài)下，ECU30判斷是否探測到腳踏制動踏板7的動作，該判斷如果是肯定的，則進入步驟S302，如果是否定的，暫時退出該“預(yù)熱控制程序”。這時，腳踏制動踏板7的動作可根據(jù)制動踏板傳感器7a的輸出信號判斷。
另外，同樣，也可以用發(fā)動機10發(fā)動之前系扣安全帶的動作代替防盜裝置解除動作的開始或者駕駛席側(cè)車門3的開門動作作為預(yù)熱的觸發(fā)信號。
這時，上述“預(yù)熱控制程序”中圖8的步驟S101或圖11的步驟S201中的處理可用圖14所示的處理代替。
即，在步驟S401，當變速桿8的位置(檔位)處于停車用位置(停車位置)的狀態(tài)下，ECU30判斷是否探測到駕駛席側(cè)車門的打開、系扣安全帶等一連串的動作，該判斷如果是肯定的，則進入步驟S402，如果是否定的，暫時退出該“預(yù)熱控制程序”。這時，變速桿8的位置可根據(jù)檔位傳感器8a的輸出信號、車門3的打開動作可根據(jù)車門開關(guān)傳感器3a的輸出信號、系扣安全帶的動作可根據(jù)內(nèi)皮帶扣4中安裝的安全帶傳感器4a的輸出信號分別進行判斷。
另外，也可以用發(fā)動機10發(fā)動之前駕駛員在駕駛座椅上落座的動作代替上述防盜裝置解除工作的開始或者代替上述駕駛席側(cè)車門3的開門動作作為預(yù)熱的觸發(fā)信號。
這時，上述“預(yù)熱控制程序”中圖8的步驟S101或圖11的步驟S201中的處理可用圖15所示的處理代替。
即，如圖15所示，在步驟S501，當變速桿8的位置(檔位)處于停車用位置(停車位置)的狀態(tài)下，ECU30判斷是否探測到駕駛員在駕駛座椅上落座的動作，該判斷如果是肯定的，則進入步驟S502，如果是否定的，暫時退出該“預(yù)熱控制程序”。這時，駕駛員落座的動作可根據(jù)駕駛座椅內(nèi)置的落座傳感器2a判斷。
另外，同樣，也可以用發(fā)動機10發(fā)動之前腳踏離合器踏板的動作代替上述防盜裝置解除工作的開始或者代替上述駕駛室側(cè)車門3的開門動作作為預(yù)熱的觸發(fā)信號。
另外，同樣，也可代替上述防盜裝置解除工作的開始或者代替上述駕駛席側(cè)車門3的開門動作，使發(fā)動機10起動之前的預(yù)熱觸發(fā)信號由駕駛員的意志決定。
這時，上述“預(yù)熱控制程序”中圖8的步驟S101或圖11的步驟S201中的處理用圖16所示的步驟S601代替即可。
即，在圖16所示的控制處理中，在步驟S601，ECU30判斷是否探測到與預(yù)熱的執(zhí)行相關(guān)的指令信號，該判斷如果是肯定的，則進入步驟S602，如果是否定的，暫時退出該“預(yù)熱控制程序”。在這里，與預(yù)熱的執(zhí)行相關(guān)的指令信號可通過例如顯示裝置9輸出。即，顯示裝置9的畫面上顯示出眾所周知的觸摸屏(操作面板)構(gòu)成該裝置，通過駕駛員對觸摸屏的觸摸操作，可輸出與預(yù)熱的執(zhí)行相關(guān)的指令信號。
另外，以上述駕駛員的意志作為觸發(fā)信號的預(yù)熱的實施不僅可以通過顯示裝置9進行，例如也可以將輸出與預(yù)熱相關(guān)的指令信號的發(fā)送器內(nèi)置在點火開關(guān)鑰匙5A中，以進行遠程操作。
另外，也可以使ECU30具備聲音識別功能，例如通過聲音傳感器(麥克風)9a讓駕駛員發(fā)送語音指令，將這一語音指令作為觸發(fā)信號實施預(yù)熱。
如果采用這種構(gòu)成，裝載了該內(nèi)燃機的車輛的駕駛員自己就可容易地在起動該內(nèi)燃機之前進行供熱，從而提高蓄熱裝置操作的方便性。
另外，同樣，代替上述防盜裝置的解除動作的起動，也可以用圖12這樣的發(fā)動機10起動時點火開關(guān)的動作作為預(yù)熱的觸發(fā)信號。
即，如圖12所示，點火開關(guān)鑰匙5A轉(zhuǎn)動到標有“ON”的位置SW3的動作(點火開關(guān)切換到“開(ON)”的動作)是發(fā)動機10起動之前必然的動作。從該動作的發(fā)生時刻到發(fā)動機10起動時刻所經(jīng)過的時間(5秒鐘左右)幾乎不存在駕駛員的個人差異，因此具有高再現(xiàn)性，這一點發(fā)明者進行了驗證。
因此，將點火開關(guān)切換動作與“預(yù)熱控制程序”中圖8的步驟S101或圖11的步驟S201置換，也適于作為觸發(fā)信號，可取得與上述實施例同樣或類似效果。
而且，在開關(guān)筒5的結(jié)構(gòu)中，也可以采用如圖17所示的另一種實施例。即，開關(guān)筒5的鎖殼5d上除了標有“LOCK”、“ACC”、“ON”以及“START”之外，在標有“ON”的位置SW3和標有“START”的位置SW4之間還標有“PRH”。發(fā)動機10起動時駕駛員將插入開關(guān)筒5的點火開關(guān)鑰匙5A通過標有“ON”的位置SW3有意識的轉(zhuǎn)動到標有“PRH”的位置SW5，ECU30開始預(yù)熱。根據(jù)駕駛員的意志，為了在發(fā)動機10起動之前必然進行預(yù)熱，駕駛員從想要起動發(fā)動機10開始，經(jīng)過預(yù)熱的實施、結(jié)束，到發(fā)動機10起動為止的一系列程序，通過點火開關(guān)鑰匙5A單方向轉(zhuǎn)動這一動作快速進行。因此，即使禁止在預(yù)熱結(jié)束前起動發(fā)動機10，也能將駕駛員的不便感覺抑制在最小限度。
另外，作為禁止起動馬達26運轉(zhuǎn)的實施例，不僅僅限于即使點火開關(guān)鑰匙5A轉(zhuǎn)動到“起動(START)”位置SW4也不允許起動馬達26運轉(zhuǎn)這種方式，例如也可以用機械或電磁方式限制或鎖定插入開關(guān)筒5中的點火開關(guān)鑰匙5A轉(zhuǎn)動到“起動(START)”位置SW4。而且，也可以進行控制，使得即使起動馬達26開始運轉(zhuǎn)燃料噴射閥18也不工作(不進行燃料的噴射供給)，結(jié)果，發(fā)動機10不能夠起動。
另外，也可以在每次發(fā)動機起動時的“預(yù)熱控制”實施后找到(學習)一個體現(xiàn)駕駛員性格的最佳觸發(fā)信號。
另外，在上述第2個實施例中，除了第2種觸發(fā)信號外，還可以設(shè)定第3、第4等3種以上的觸發(fā)信號，控制熱水供給的開始和停止，從而進行反復(fù)間斷地熱水供給。而且，當探測到第1種觸發(fā)信號后，也可以根據(jù)其后經(jīng)過的時間或汽缸蓋10b的溫度實現(xiàn)熱水供給的停止或再度開始。
另外，可進行這樣的控制，即在上面所述的發(fā)動機起動之前進行3次以上的間斷熱水供給的情況下，可以在發(fā)動機10起動的同時至少進行一次熱水供給。通過這樣的控制，可以更好地提高發(fā)動機10起動時的排氣特性及燃料經(jīng)濟性能。
此處，發(fā)動機10起動“之前”是指包括發(fā)動機10起動時刻的“之前”。例如，當蓄熱器21中貯存的熱水溫度為80℃時，汽缸蓋10b的溫度上升到50℃75℃時起動發(fā)動機，就足以提高發(fā)動機10起動時的排氣特性及燃料經(jīng)濟性能，其后，通過熱水的繼續(xù)供給，可使發(fā)動機10起動初期的排氣特性及燃料經(jīng)濟性能得到進一步提高。
另外，通過每次熱水供給排出至發(fā)動機側(cè)通路B2的熱水量也可以不等。
另外，即使用例如通過改變電動泵EP的驅(qū)動力，反復(fù)控制從蓄熱器21向汽缸蓋10b所供熱水流量的高低，代替存儲在蓄熱器21中的熱水按規(guī)定的量間斷地供給到發(fā)動機側(cè)通路B2的控制形式，也能取得與本實施例相同或相近效果。
作為對應(yīng)圖7中所示基本順序的步驟S3-S5的順序，也可通過揚聲器29發(fā)出的聲音或照明燈28的開燈動作將預(yù)熱開始，進行過程中或結(jié)束通知駕駛員。
另外，根據(jù)上述“預(yù)熱控制程序”中的控制順序，例如，在步驟S102中，當冷卻水溫超過設(shè)定溫度時，不進行預(yù)熱，或保持。這樣，根據(jù)冷卻水溫度的高度連續(xù)變化預(yù)熱時間及電動泵的輸出，可節(jié)約電動泵EP消耗的電力，同時還可以提高預(yù)熱效率。而且，在采用預(yù)熱過程中禁止發(fā)動機10起動這種控制形式的情況下，當冷卻水溫在規(guī)定溫度以下時，也可一面進行預(yù)熱，一面解除發(fā)動機10的起動禁止(限制)或縮短禁止時間等，進行緩和禁止條件的條件設(shè)定(控制)。
在上述實施例的“預(yù)熱控制程序”中，解除發(fā)動機10的起動禁止后，將控制該發(fā)動機10自動起動(圖8中的步驟S106)，在預(yù)熱結(jié)束后，可只通知駕駛員預(yù)熱結(jié)束，以由駕駛員手動進行發(fā)動機10的起動。
另外，上述實施例中，采用水溫傳感器25的輸出信號，換句話說，就是采用冷卻系的某一部位探測到的冷卻水溫度(冷卻水溫)THW作為代表發(fā)動機10溫度的參數(shù)。當然不僅限于此，也可以采用獲取反映發(fā)動機10的溫度或進氣口16溫度的信息的其它探測方法。例如可以設(shè)置直接探測發(fā)動機10機體的溫度或進氣口16內(nèi)的溫度的傳感器，也可以設(shè)置探測潤滑油油溫的油溫傳感器。而且，還可以在冷卻系的多處設(shè)置溫傳感器，以提高探測精度。
另外，如圖3所示，采用上述實施例中適用的發(fā)動機系統(tǒng)100的冷卻系20，由氣缸體10a內(nèi)與汽缸蓋10b內(nèi)幾乎獨立的冷卻水循環(huán)通路組成。在預(yù)熱過程中只允許蓄熱容器21及汽缸蓋10b之間的循環(huán)通路B、特別是汽缸蓋內(nèi)進氣口附近優(yōu)先流入冷卻水，這樣，可優(yōu)先于其它部位進行進氣口的溫度控制。
對此，如圖18所示的發(fā)動機系統(tǒng)100＇那樣，其冷卻系20＇設(shè)有在氣缸體10a與汽缸蓋10b內(nèi)共通的冷卻水循環(huán)通路，在預(yù)熱過程中，即使讓冷卻水在發(fā)動機10的各部位循環(huán)，采用本發(fā)明也可獲得與上述實施例同等的效果。
另外，本發(fā)明也可適用于如圖19中所示的發(fā)動機系統(tǒng)100″。
在發(fā)動機系統(tǒng)100″中，作為其冷卻系20″的一部分，在通過發(fā)動機10使冷卻水循環(huán)的循環(huán)通路20a途中并列配置了通路20b及通路20c，在各通路途中設(shè)置了蓄熱器21及供暖發(fā)熱芯23。另外，流過通路20c的冷卻水的流量，可通過流量控制閥24A自由控制。由這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成的發(fā)動機系100″在預(yù)熱中和通常的發(fā)動機運轉(zhuǎn)中冷卻系20″內(nèi)的冷卻水是逆向流動的。
即，在預(yù)熱過程中，通過電動泵EP的運轉(zhuǎn)使冷卻水在各個部位沿箭頭X方向流動；在通常運轉(zhuǎn)時，通過機械泵MP將冷卻水引入發(fā)動機10內(nèi)以使冷卻水在各個部位沿箭頭Y方向流動。另外，當在完全關(guān)閉流量控制閥的狀態(tài)下驅(qū)動機械泵時，冷卻水以基本上封閉在發(fā)動機10內(nèi)的狀態(tài)循環(huán)(箭頭Z方向)，在這種狀態(tài)下起動發(fā)動機10后，發(fā)動機10內(nèi)的冷卻水溫可以很快暖機。這樣的冷卻系20″的構(gòu)造如果與上述實施例中的“預(yù)熱控制”并用，可進一步提高發(fā)動機起動前后的預(yù)熱效率。
另外，發(fā)動機10可采用在汽缸蓋10b的進氣口16周邊部位、汽缸蓋10b的排氣口17周邊部位以及氣缸體10a的各部位均使冷卻水循環(huán)的結(jié)構(gòu)。為提高發(fā)動機10起動初期的排氣特性及燃料經(jīng)濟性能，可預(yù)先設(shè)定提高溫度的優(yōu)先順序，以控制從優(yōu)先順序高的部位依次供給熱水。具體的說，首先將蓄熱器21中貯存的熱水的一部分供給到進氣口16的周邊部位，經(jīng)過規(guī)定時間后，將蓄熱器21中貯存的熱水的另一部分供給到排氣口17的周邊部位，再經(jīng)過規(guī)定時間后，將蓄熱器21中的剩余熱水供給到氣缸體10a中。而且，也可以采用一種冷卻系的構(gòu)造及預(yù)熱實施的邏輯控制，以使熱水供給按向進氣口16周邊部位供給熱水(循環(huán))→向包括進氣口16與排氣口17周邊的部位供給熱水(循環(huán))→向發(fā)動機10整體供給熱水(循環(huán))的順序進行，熱水的供給(使循環(huán))范圍從優(yōu)先順序中較高的局部范圍依次朝包括優(yōu)先順序低的部位的廣泛范圍擴大。
在上述實施例中，由與發(fā)動機10一體構(gòu)成的冷卻系20、20＇或20″和ECU30構(gòu)成本發(fā)明的蓄熱裝置。與此相應(yīng)，只要是能夠以某種方法貯存熱，在內(nèi)燃機起動之前對其進行供熱的裝置，就可實現(xiàn)作為本發(fā)明的蓄熱裝置的功能。換句話說，只要能夠作為熱源具有熱交換功能，也可以通過油等其它熱媒體蓄熱構(gòu)成蓄熱裝置，另外，也適用于將熱能作為電能蓄電的裝置，以及將貯存包含潛在熱能的化學物質(zhì)、通過化學反應(yīng)適度發(fā)熱的裝置作為蓄熱裝置。而且，也可以不需要象冷卻水這樣的熱媒體，而是通過蓄熱裝置的輻射熱及傳導(dǎo)熱進行供熱來構(gòu)成發(fā)動機系統(tǒng)或與之相當?shù)南到y(tǒng)(裝置)。
另外，這種設(shè)有蓄熱裝置可進行預(yù)熱的內(nèi)燃機的適用對象并不局限于車輛。
而且，這樣的內(nèi)燃機還可以是附設(shè)有另一驅(qū)動裝置(例如電動式馬達)，構(gòu)成通過該內(nèi)燃機與另一驅(qū)動裝置(原動機)聯(lián)動產(chǎn)生驅(qū)動力的雙動力發(fā)動機。這時，可以進行控制，可使蓄熱裝置的供熱(預(yù)熱)結(jié)束之前只通過另一驅(qū)動裝置進行驅(qū)動工作。
在為確保另一驅(qū)動裝置(例如電動式馬達之類的原動機)的、對電動馬達供電的電瓶及燃料電池、燃料噴射閥、變速器等處于良好運轉(zhuǎn)狀態(tài)而進行某種程度的預(yù)熱工作中，換句話說，在具有對有必要供熱的發(fā)動機、機構(gòu)、機器、驅(qū)動線路等任何被供熱體進行供熱的功能的任何供熱系統(tǒng)中也適用本發(fā)明，在該被供熱體的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，特別是運轉(zhuǎn)開始時的運轉(zhuǎn)狀態(tài)達到最佳的控制方面，可發(fā)揮與上述各實施例同樣或相當?shù)男Ч?br> 在上述實施例中，本發(fā)明適用于駕駛時不需要操作離合器的所謂自動變速式轎車(車輛1)。與此相應(yīng)，也可以在手動變速式的車輛中采用本發(fā)明。
在這種情況下，在圖10、圖14以及圖15的“預(yù)熱控制程序”中的步驟S101、S401及S501的判斷中，除去了“變速桿8的位置(檔位)處于停車用位置(停車位置)”這一前提條件。
另外，如圖20所示，在步驟S701中，ECU30判斷是否探測到腳踏離合器的動作，如果該判斷是肯定的，則進入步驟S702，如果是否定的，暫時退出該“預(yù)熱控制程序”。這時，腳踏離合器的動作確認可通過安裝在離合器踏板中的離合器傳感器(圖中未標出)的輸出信號進行。
上述實施例中設(shè)置在車輛中的各種傳感器及顯示器9等裝置，只要配備與上述“預(yù)熱控制”相關(guān)的各實施例對應(yīng)的裝置即可，在一種實施例中不必裝配上述所有傳感器等裝置。需要的話，對于作為適用對象的車輛、內(nèi)燃機或控制裝置，單獨選擇安裝所需的部件(傳感器等)即可。
如上所述，根據(jù)第1實施例，如果以發(fā)動機起動之前必然發(fā)生的特定事件為基準開始供熱，在任意時候進行發(fā)動機的起動，都可設(shè)定從該發(fā)動機起動時刻倒推適當時間的供熱開始時刻。
選擇發(fā)動機起動之前的必然性及動作時間再現(xiàn)性高的動作，根據(jù)所選擇的動作時刻決定供熱開始時刻。因此，可以在每次發(fā)動機起動時都可以確切設(shè)定合適的供熱開始時刻。
另外，上述供熱器供熱的持續(xù)時間包含在上述防盜裝置解除動作期間中，在該供熱期間駕駛員并不會有異樣的感覺。因此，可充分保證該內(nèi)燃機起動時駕駛員操作上的舒適感。
另外，裝載了該內(nèi)燃機的車輛的駕駛員自己可以方便地在內(nèi)燃機起動之前實現(xiàn)供熱，從而也提高了蓄熱裝置操作的方便性。
根據(jù)本發(fā)明的第2實施例，與連續(xù)排出(消耗)蓄熱裝置貯存的熱量的情況相比，可以更長時間的持續(xù)使用蓄熱裝置中貯存的有限熱量。即，即使由于某種原因造成該發(fā)動機的起動時刻延期而導(dǎo)致起動時刻不確定，也可以有效抑制內(nèi)燃機溫度上升之后又下降。
因此，在任意時刻起動該內(nèi)燃機的情況下，在該內(nèi)燃機起動時，熱供給均處于確實結(jié)束的狀態(tài)。
而且，由于該內(nèi)燃機在起動初期也繼續(xù)供熱，因此能夠更好地提高該機起動時的排氣特性及燃料經(jīng)濟性能。
而且，與連續(xù)排出(消耗)供熱系統(tǒng)貯存的熱量的情況相比，即使供熱系統(tǒng)貯存的熱量有限，也可以更長時間的持續(xù)使用。
這樣，在任意時刻起動該被供熱體時，在其起動時，熱供給確實處于結(jié)束狀態(tài)。
因此，關(guān)于該被供熱體起動時的熱供給，為確保最佳工作狀態(tài)，所希望的供熱時間及供熱量都可得到充分的保障。
而且，即使在被供熱體起動初期也繼續(xù)供熱，因此可以進一步確保與該被供熱體起動相關(guān)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機，包括循環(huán)熱媒體的循環(huán)通路(B)；用于存儲熱的蓄熱裝置(21)；供熱裝置(EP)，通過所述熱媒體將蓄熱裝置(21)存儲的熱供給至所述循環(huán)通路(B)；及控制裝置(30，S203，S205)，用于在該發(fā)動機起動之前，多次輪流進行由所述熱供給裝置(EP)朝該發(fā)動機的熱供給。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機，包括所述控制裝置(30，S205)使通過所述供熱裝置(EP)進行的所述多次熱供給中，至少有一次在該發(fā)動機起動時進行。
3.一種燃料供給裝置的控制裝置，包括被供熱體(10)；對被供熱體進行熱供給的熱供給系統(tǒng)(100)；及控制裝置(30，S203，S205)，用于在被供熱體(10)動作開始之前，多次輪流由所述熱供給系統(tǒng)(100)朝所述被供熱體的熱供給。
4.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，使所述多次熱供給中，至少有一次在所述被供熱體(10)的動作開始時進行。
5.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述被供熱體為原動機(10)。
6.如權(quán)利要求5所述的控制裝置，其特征在于，所述原動機具有內(nèi)燃機。
全文摘要
在本發(fā)明的內(nèi)燃機中，選擇防盜裝置的解除動作作為在發(fā)動機起動前必然發(fā)生的事件，根據(jù)所選擇事件的發(fā)生時刻開始預(yù)熱。防盜裝置解除動作的開始時刻，作為在發(fā)動機起動之前發(fā)生的事件，不僅必然性高，而且從所述開始時刻至發(fā)動機的任意起動時刻的時間長度的再現(xiàn)性也高。通過與所述時刻同期或根據(jù)該時刻以規(guī)定時刻開始預(yù)熱，在以任意時刻起動發(fā)動機的情況下，確保了發(fā)動機起動時的預(yù)熱結(jié)束狀態(tài)。從而能夠在起動時使發(fā)動機的溫度分布達到最佳，并提高排氣特性及燃料經(jīng)濟性。
文檔編號F02N19/02GK1538043SQ20041003840
公開日2004年10月20日 申請日期2001年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月26日
發(fā)明者鈴木誠, 彥, 蟻澤克彥, 和, 田畑正和 申請人:豐田自動車株式會社