車両の制御装置
【課題】燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制する。
【解決手段】ＥＣＵ７は、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する疲労判定部７５と、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、エンジン１における点火時期を遅角する遅角実行部７６と、冷却水の温度ＴＷが、予め設定された温度閾値ＴＷ０以下である場合に、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を制限する流量制御部７８と、を備え、流量制御部７８は、遅角実行部７６によって点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０を高い値に変更する。
【解決手段】ＥＣＵ７は、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する疲労判定部７５と、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、エンジン１における点火時期を遅角する遅角実行部７６と、冷却水の温度ＴＷが、予め設定された温度閾値ＴＷ０以下である場合に、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を制限する流量制御部７８と、を備え、流量制御部７８は、遅角実行部７６によって点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０を高い値に変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置に関する。特に、内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン等の内燃機関における疲労強度の低下を抑制する種々の装置、及び、方法が提案されている。
【０００３】
例えば、ノッキングセンサを用いてノッキングを検出し、点火時期の遅角制御によってノッキングを抑制すると共に、このノッキング抑制の制御にも拘わらずノッキングが所定期間に亘って継続するとき、これをプレイグニッションの発生として検出する内燃機関の制御装置が開示されている（特許文献１参照）。この内燃機関の制御装置では、更に、プレイグニッションの発生を検出したとき、プレイグニッションが発生している気筒に対する燃料噴射量又は吸入空気量を減少制御して該気筒の出力を低下させる。この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関におけるプレイグニッションの発生を簡易に、且つ確実に検出してプレイグニッションを抑制して内燃機関を保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９３７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置では、ノッキングが検出された場合に点火時期の遅角制御が行われるため、燃費が悪化する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制することの可能な車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両の制御装置は、以下のように構成されている。
【０００８】
すなわち、本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置であって、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定する疲労判定手段と、前記疲労判定手段によって前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期を遅角する遅角実行手段と、前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限する流量制限手段と、を備え、前記流量制限手段は、前記遅角実行手段によって点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値を高い値に変更することを特徴としている。
【０００９】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定され、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期が遅角される。また、前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量が制限される。そして、前記内燃機関に疲労が蓄積していると判定されて、点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値が高い値に変更されるため、燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制することができる。
【００１０】
ここで、「内燃機関の疲労強度」とは、内燃機関を構成する各部材の疲労強度を全体として評価する指標であって、例えば、ピストン、点火プラグ、吸気バルブ、排気バルブ、インジェクタ、シリンダブロック等の総合的な経年劣化の状態を示すものである。特に、内燃機関を構成する部材のうち、例えば、シリンダブロック、ピストン、吸気バルブ、排気バルブ等においては、金属疲労が蓄積するため、金属疲労の蓄積によって強度が低下することを「疲労強度の低下」と表現している。
【００１１】
上述のように、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合には、点火時期が遅角されるため、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生が抑制されるので、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生による前記内燃機関の疲労強度が低下を抑制することができるのである。また、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量が制限される前記温度閾値が高い値に変更されるため、前記内燃機関を前記温度閾値以上の高温に維持することができるので、前記内燃機関内の潤滑性が向上することによって、燃費の悪化を抑制することができるのである。
【００１２】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記疲労判定手段が、前記内燃機関の燃焼室内の圧力である燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することが好ましい。
【００１３】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記内燃機関の燃焼室内の圧力である燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを適正に判定することができる。
【００１４】
すなわち、前記燃焼圧が、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生によって極度に大きくなる（例えば、正常な燃焼圧の２倍以上になる）と、前記内燃機関の疲労強度が低下することになる。したがって、前記燃焼圧に基づいて前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することによって、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを適正に判定することができるのである。
【００１５】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段を更に備え、前記圧力判定手段が、前記燃焼圧検出手段によって検出された燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することが好ましい。
【００１６】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記燃焼圧が検出され、検出された燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００１７】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記燃焼圧が、予め設定された圧力閾値以上であるか否かを判定する圧力判定手段を更に備え、前記疲労判定手段が、前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することが好ましい。
【００１８】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記燃焼圧が、予め設定された圧力閾値以上であるか否かが判定され、前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００１９】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が、予め設定された回数閾値以上であるか否かを判定する回数判定手段を更に備え、前記疲労判定手段が、前記回数判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が前記回数閾値以上であると判定された場合に、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定することが好ましい。
【００２０】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が、予め設定された回数閾値以上であるか否かが判定され、前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が前記回数閾値以上であると判定された場合に、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００２１】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを更に備え、前記流量制限手段が、前記冷却水の温度が前記温度閾値以下である場合に、前記バルブを閉状態とすることによって、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を停止することが好ましい。
【００２２】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記冷却水の温度が前記温度閾値以下である場合に、前記バルブを閉状態とすることによって、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流れが停止されるため、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を、簡素な構成で制限することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る車両の制御装置によれば、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定され、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期が遅角される。また、前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量が制限される。そして、前記内燃機関に疲労が蓄積していると判定されて、点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値が高い値に変更されるため、燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る車両の制御装置が配設される車両に搭載されるエンジンの一例を示す構成図である。
【図２】図１に示すエンジンの構成の一例を示す構成図である。
【図３】図１に示すエンジン等を冷却する冷却装置の一例を示す構成図である。
【図４】図２に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）の構成の一例を示す機能構成図である。
【図５】図４に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）による点火時期制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）による冷却制御動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る「車両の制御装置」の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る「車両の制御装置」が配設される車両に搭載されるエンジン１の一例を示す構成図である。
【００２６】
−吸排気系統−
まず、図１を参照してエンジン１の吸排気系統の全体構成について説明する。エンジン１は、例えば、４気筒（１番気筒〜４番気筒）のガソリンエンジンであって、シリンダヘッドに、各気筒に吸入空気を分配するためのインテークマニホールド４０が接続されている。ここで、エンジン１は、特許請求の範囲に記載の「内燃機関」に相当する。本実施形態では、エンジン１が、ガソリンエンジンである場合について説明するが、エンジン１が、ディーゼルエンジンである形態でもよい。
【００２７】
インテークマニホールド４０の入口には、空気を大気中から取り込んでインテークマニホールド４０に導く吸気通路４が接続されている。また、吸気通路４の入口にはエアクリーナ４１が配設されている。また、インテークマニホールド４０の上流側（吸気流れの上流側）には、エンジン１の吸入空気量を調整するスロットルバルブ４３（図２参照）が配設されている。
【００２８】
一方、エキゾーストマニホールド５０の出口には排気通路５が接続されている。また、排気ガス出口通路５の下流側には、三元触媒５１が接続されている。三元触媒５１は、エンジン１から排気ガス出口通路５に排出された排気ガス中のＣＯ、ＨＣの酸化及びＮＯｘの還元を行うことによって、それらを無害なＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2とすることで排気ガスの浄化するものである。
【００２９】
更に、エンジン１には、ターボチャージャ２０及びＥＧＲ装置１０が装備されている。以下、これらの構成について、順次説明する。
【００３０】
−ターボチャージャ−
ターボチャージャ２０は、タービンホイール２１、コンプレッサインペラ２２、及び、連結シャフト２３を備えている。タービンホイール２１は、排気通路５に配設され、排気のエネルギによって回転駆動される。コンプレッサインペラ２２は、吸気通路４に配設される。連結シャフト２３は、タービンホイール２１とコンプレッサインペラ２２とを一体に連結するものである。
【００３１】
排気通路５に配設されたタービンホイール２１が排気のエネルギによって回転駆動され、これに伴って吸気通路４に配設されたコンプレッサインペラ２２が回転駆動される。そして、コンプレッサインペラ２２の回転によって、吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。なお、コンプレッサインペラ２２の下流側（吸気流れの下流側）の吸気通路４には、コンプレッサインペラ２２によって過給された空気を冷却するインタークーラ４２が介設されている。
【００３２】
−ＥＧＲ装置−
ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置１０は、ＥＧＲ通路（排気還流通路）１１を備えている。ＥＧＲ通路１１の一方側（ここでは、上側）の端部は、インテークマニホールド４０とスロットルバルブ４３との間の吸気通路４に接続されている。ＥＧＲ通路１１の他方側（ここでは、下側）の端部はエキゾーストマニホールド５０に接続されており、排気ガス（ＥＧＲガス）の一部がＥＧＲ通路１１を通って吸気通路４に導入される。ＥＧＲ装置１０は、ＥＧＲガス（空気に比較して比熱が高く酸素量の少ないガス）を吸気通路４に戻すことによって、燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成量を低減させることができる。
【００３３】
ＥＧＲ通路１１の途中には、ＥＧＲ通路１１を開閉するＥＧＲバルブ１４が介設されている。また、ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲバルブ１４の上流側（排気側）には、ＥＧＲ通路１１内を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２が介設されている。ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２によって冷却されて密度が高められ、吸入空気量を確保しながらＥＧＲ率を高めることが可能になる。
【００３４】
また、ＥＧＲ装置１０には、ＥＧＲクーラ１２をバイパスしてＥＧＲガスを流すＥＧＲバイパス通路１１１が配設されている。ＥＧＲバイパス通路１１１とＥＧＲ通路１１との接続部（ＥＧＲガス流れの下流側の接続部）には、ＥＧＲ通路１１の開度、及び、ＥＧＲバイパス通路１１１の開度を調整する切替制御バルブ１３が介設されている。
【００３５】
−エンジン−
次に、図２を参照して、本実施形態に係るエンジン１について説明する。図２は、図１に示すエンジン１の構成の一例を示す構成図である。エンジン１は、例えば、多気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ、及び、出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂは、コネクティングロッド１６を介して、クランクシャフト１５に連結されている。また、ピストン１ｂの往復運動は、コネクティングロッド１６によって、クランクシャフト１５の回転運動へと変換される。
【００３６】
クランクシャフト１５には、シグナルロータ１７が配設されている。シグナルロータ１７の外周面には、複数の突起１７ａが等間隔で形成されている。シグナルロータ１７の側方近傍には、エンジン回転数センサ１２４が配置されている。エンジン回転数センサ１２４は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際に、エンジン回転数センサ１２４に対向する位置を通過する突起１７ａの個数分のパルス状信号（出力パルス）を発生する。
【００３７】
エンジン１の燃焼室１ａには、点火プラグ１０３が配設されている。点火プラグ１０３の点火タイミングは、イグナイタ１０４によって調整される。イグナイタ１０４は、ＥＣＵ７によって制御される。エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水の水温）を検出する水温センサ１２１が配設されている。
【００３８】
エンジン１の燃焼室１ａには、吸気通路４と排気通路５とが接続されている。吸気通路４と燃焼室１ａとの間には、吸気バルブ４４が設けられている。吸気バルブ４４を開閉駆動することによって、吸気通路４と燃焼室１ａとが連通又は遮断される。また、排気通路５と燃焼室１ａとの間には、排気バルブ５２が設けられている。排気バルブ５２を開閉駆動することによって、排気通路５と燃焼室１ａとが連通又は遮断される。
【００３９】
エンジン１の吸気通路４には、インタークーラ４２、エアフローメータ１２２、吸気温センサ１２３、及び、スロットルバルブ４３等が配設されている。ここで、スロットルバルブ４３は、エンジン１の吸入空気量を調整する。また、エンジン１の排気通路５には、Ｏ2センサ１２７、三元触媒５１（図１参照）等が配設されている。ここで、Ｏ2センサ１２７は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。
【００４０】
エンジン１の吸気通路４に配設されたスロットルバルブ４３は、スロットルモータ１０６によって駆動される。スロットルバルブ４３の開度は、スロットル開度センサ１２５によって検出され、検出結果はＥＣＵ７へ出力される。また、スロットルバルブ４３の開度は、ＥＣＵ７によって制御される。
【００４１】
また、吸気通路４には、インジェクタ（燃料噴射弁）１０２が配設されている。インジェクタ１０２には、燃料ポンプによって燃料タンクから燃料（ここでは、ガソリン）が供給され、インジェクタ１０２によって吸気通路４に燃料が噴射される。噴射された燃料は、吸入空気と混合されて混合気となって、エンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は、点火プラグ１０３によって点火されて燃焼、爆発する。混合気が燃焼室１ａ内で燃焼、爆発することによって、ピストン１ｂが図の上下方向に往復運動して、クランクシャフト１５が回転駆動される。
【００４２】
シリンダブロック１ｃの上端には、燃焼室１ａ内の圧力である燃焼圧ＰＦを検出する燃焼圧センサ１３０が配設されている。燃焼圧センサ１３０は、例えば、燃焼室の圧力に応じて変形するダイアフラムと、このダイアフラムの変形に応じた電気信号を発生する圧力センサとを備え、圧力センサから出力される電気信号に基づいて、燃焼圧ＰＦを検出するセンサである。燃焼圧センサ１３０は、公知である（例えば、特開２００９−１５０３２５号公報、特開２０１０−２４９６７５号公報等参照）ので、ここでは、その詳細な説明は省略する。燃焼圧センサ１３０によって検出された燃焼圧ＰＦを示す信号は、ＥＣＵ７へ出力される。ここで、燃焼圧センサ１３０は、特許請求の範囲に記載の「燃焼圧検出手段」の一部に相当する。
【００４３】
−冷却装置の構成−
ここで、図３を参照して、エンジン１等の冷却装置について説明する。図３は、図１に示すエンジン１等を冷却する冷却装置の一例を示す構成図である。まず、冷却装置１００における冷却水の循環経路について図３を参照して説明する。図３に示すように、冷却水の循環経路には、エンジン１、ウォータポンプ６、サーモスタット６１、電動バルブ３、ヒータコア３１、ＥＧＲクーラ１２、排気熱回収器３２、スロットルボディ４３１、ＥＧＲバルブ１４、及び、ラジエータ３３が配設されている。
【００４４】
ウォータポンプ６は、冷却水の循環経路内において冷却水を循環させるポンプである。なお、ウォータポンプ６は、流量可変ポンプであっても、流量可変ポンプではないポンプ（例えば、一般的な機械式のポンプ）であってもよい。後者の場合には、装置を簡素化することができる。
【００４５】
サーモスタット６１は、ラジエータ３３とウォータポンプ６との間の水路を遮断又は導通するものであって、例えば、冷却水の温度の高低に応じて膨張、収縮するサーモワックスを駆動源として弁体（バルブ）を駆動することができる。具体的には、冷却水温度が比較的低い（例えば、８０℃未満である）場合には、サーモスタット６１は、バルブを閉状態とすることによってラジエータ３３とウォータポンプ６との間の水路を遮断し、ラジエータ３３に冷却水を流さない状態とする。一方、冷却水温度が比較的高い（例えば、８０℃以上である）場合には、サーモスタット６１は、バルブを開状態とすることによってラジエータ３３とウォータポンプ６との間の水路を導通し、ラジエータ３３に冷却水の一部を流すことでその冷却水が回収した熱をラジエータ３３によって大気に放出する。
【００４６】
エンジン１は、シリンダブロック１ｃ（図２参照）内に、それぞれ、ピストン１ｂ（図２参照）が挿入され、燃焼室１ａ（図２参照）を形成する複数の（例えば、４個の）シリンダボアを備え、車両の駆動源として機能する。また、エンジン１は、シリンダボア壁を冷却するウォータジャケット２２Ｗを備えている。ウォータジャケット２２Ｗには、水路２１Ｗを介して、ウォータポンプ６から冷却水が供給可能に構成されている。
【００４７】
ウォータジャケット２２Ｗの冷却水下流側には、２本の冷却水配管Ｐ１１、Ｐ２３が接続されている。冷却水配管Ｐ１１は、ウォータジャケット２２Ｗからの冷却水を、スロットルボディ４３１、ＥＧＲバルブ１４、ヒータコア３１、ＥＧＲクーラ１２、及び、排気熱回収器３２へ搬送する配管である。また、冷却水配管Ｐ１１には、電動バルブ３が介設されている。冷却水配管Ｐ２３は、ウォータジャケット２２Ｗからの冷却水を、ラジエータ３３へ搬送する配管である。
【００４８】
また、エンジン１には、ウォータジャケット２２から冷却水配管Ｐ１１、Ｐ２３に接続される水路２３Ｗ、２４Ｗ、２５Ｗが形成されている。水路２３Ｗは、ウォータジャケット２２の冷却水下流側に形成され、水路２３Ｗの冷却水下流側は分岐して、水路２４Ｗ、２５Ｗに接続されている。水路２４Ｗ、２５Ｗは、それぞれ、冷却水配管Ｐ２３、Ｐ１１に接続されている。また、水路２３Ｗの近傍には、水温センサ１２１（図２参照）が配設されている。冷却水配管Ｐ１１は、下流側で、冷却水配管Ｐ１２、Ｐ１９に分岐し、冷却水配管Ｐ１２は、ヒータコア３１に接続され、冷却水配管Ｐ１９は、スロットルボディ４３１に接続されている。
【００４９】
水温センサ１２１は、ウォータジャケット２２の冷却水下流側（ここでは、水路２３Ｗ）の冷却水の温度を検出するものである。検出した温度信号は、後述するＥＣＵ７（図４を用いて後述する流量制御部７８）へ出力される。本実施形態では、水温センサ１２１が、ウォータジャケット２２の冷却水下流側の水路２３Ｗに配設されている場合について説明するが、水温センサ１２１が、ウォータジャケット２２等に配設されている形態でもよい。
【００５０】
ヒータコア３１は、ウォータジャケット２２から排出された冷却水の熱を利用して、車室内を暖房するものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んで配設されている。すなわち、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア３１に通過させて、温風として車室内に供給する一方、それ以外の場合（例えば、冷房時）には空調風がヒータコア３１をバイパスするべく構成されている。ヒータコア３１を通過した冷却水は、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１４、又は、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１５を介して、ＥＧＲクーラ１２、及び、排気熱回収器３２へ供給される。
【００５１】
ＥＧＲクーラ１２は、排気の一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路１１（図１参照）に配設され、ＥＧＲ通路１１を通過（還流）する排気を冷却するものである。また、このＥＧＲ通路１１には、電子制御によって開閉制御され、ＥＧＲ通路１１を開閉するＥＧＲバルブ１４が配設されている。
【００５２】
排気熱回収器３２は、エンジン１から排出される排気ガスの熱を回収して冷却水の昇温を促進させるものである。ＥＧＲクーラ１２及び排気熱回収器３２の冷却水下流側は、それぞれ、冷却水配管Ｐ１６、Ｐ１７が接続され、冷却水配管Ｐ１６、Ｐ１７は合流して、冷却水配管Ｐ１８に接続されている。更に、冷却水配管Ｐ１８と、ＥＧＲバルブ１４の冷却水下流側に接続された冷却水配管Ｐ２１とが合流して、冷却水配管Ｐ２２に接続され、冷却水配管Ｐ２２は、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に接続されている。
【００５３】
スロットルボディ４３１は、エンジン１の吸気通路におけるインタークーラ４２の下流側に設けられ、吸入空気量を調整するものである。具体的には、スロットルボディ４３１は、バタフライバルブ等ならなるスロットルバルブ４３（図１、図２参照）と、このスロットルバルブ４３を開閉駆動するスロットルモータ１０６（図２参照）と、スロットルバルブ４３の開度を検出するスロットル開度センサ１２５（図２参照）と、を備えている。
【００５４】
スロットルボディ４３１の冷却水下流側は、冷却水配管Ｐ２０を介して、ＥＧＲバルブ１４が接続されている。また、ＥＧＲバルブ１４の冷却水下流側は、冷却水配管Ｐ２１が接続され、冷却水配管Ｐ２１は、ＥＧＲクーラ１２及び排気熱回収器３２の冷却水下流側に接続された冷却水配管Ｐ１８と合流して、冷却水配管Ｐ２２に接続されている。
【００５５】
このようにして、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由して冷却水を循環可能に構成された第１循環経路が形成されている。すなわち、第１循環経路において、ウォータポンプ６から吐出された冷却水は、エンジン１、電動バルブ３、冷却水配管Ｐ１１、Ｐ１２、ヒータコア３１、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１４（又は、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１５）、ＥＧＲクーラ１２、冷却水配管Ｐ１６、（又は、排気熱回収器３２、冷却水配管Ｐ１７）、及び、冷却水配管Ｐ１８、Ｐ２２を順次経由して、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に戻る。また、第１循環経路において、ウォータポンプ６から吐出された冷却水は、エンジン１、電動バルブ３、冷却水配管Ｐ１１、Ｐ１９、スロットルボディ４３１、冷却水配管Ｐ２０、ＥＧＲバルブ１４、冷却水配管Ｐ２１、及び、冷却水配管Ｐ２２を順次経由して、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に戻る。
【００５６】
電動バルブ３は、冷却水配管Ｐ１１内の冷却水を導通、遮断するバルブであって、ＥＣＵ７（図４を用いて後述する流量制御部７８）からの指示にしたがって開閉制御される。なお、電動バルブ３は、特許請求の範囲に記載の「バルブ」に相当する。具体的には、エンジン１が暖機運転状態である場合には、電動バルブ３が閉状態とされ、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由して冷却水を循環可能に構成された第１循環経路における冷却水の循環が遮断される。一方、エンジン１が暖機運転状態ではない場合には、電動バルブ３が開状態とされ、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由して冷却水を循環可能に構成された第１循環経路においても冷却水が循環される。
【００５７】
このようにして、電動バルブ３を閉状態とすることによって、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由する冷却水の循環経路である第１循環経路を循環する冷却水を遮断することができるため、暖機を促進することができる。
【００５８】
本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「バルブ」が電動バルブ３である場合について説明するが、「バルブ」がその他の種類の遮断弁（例えば、負圧によって駆動される負圧弁等）である形態でもよい。
【００５９】
ラジエータ３３は、冷却水と外気（走行風及び冷却ファンの駆動による送風）との間で熱交換を行い、外気に放熱することによって冷却水を冷却するものである。また、ラジエータ３３の冷却水下流側は、冷却水配管Ｐ２４を介して、サーモスタット６１に接続されている。
【００６０】
このようにして、エンジン１及びラジエータ３３を経由して冷却水を循環可能に構成された第２循環経路が形成されている。すなわち、第２循環経路において、ウォータポンプ６から吐出された冷却水は、エンジン１、冷却水配管Ｐ２３、ラジエータ３３、及び、冷却水配管Ｐ２４を順次経由して、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に戻る。
【００６１】
−ＥＣＵ７−
次に、図４を参照して、ＥＣＵ７の構成について説明する。図４は、図２に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）の構成の一例を示す機能構成図である。ＥＣＵ７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、バックアップＲＡＭを備えている。
【００６２】
ＲＯＭには、各種制御プログラム、及び、各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ、テーブルデータ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを読み出して実行することによって種々の処理を行う。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの処理の結果、及び、各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、例えばエンジン１の停止時に、保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００６３】
また、ＥＣＵ７には、水温センサ１２１、エアフローメータ１２２、吸気温センサ１２３、エンジン回転数センサ１２４、スロットル開度センサ１２５、Ｏ2センサ１２７、車両に作用する加速度を検出する加速度センサ１２８、車速を検出するセンサである車速センサ１２９、燃焼圧センサ１３０等が通信可能に接続されている。
【００６４】
更に、ＥＣＵ７には、制御対象として、インジェクタ１０２、点火プラグ１０３のイグナイタ１０４等が通信可能に接続されている。そして、ＥＣＵ７は、上記各種センサの出力に基づいて、インジェクタ１０２の燃料噴射制御、点火プラグ１０３の点火時期制御等を含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００６５】
また、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、機能的に、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８等として機能する。ここで、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８は、本発明に係る「車両の制御装置」を構成している。
【００６６】
燃焼圧検出部７１は、燃焼圧センサ１３０を介して、エンジン１の燃焼室１ａ（図２参照）内の圧力である燃焼圧ＰＦを検出する機能部である。ここで、燃焼圧検出部７１は、特許請求の範囲に記載の「燃焼圧検出手段」の一部に相当する。
【００６７】
圧力判定部７２は、燃焼圧検出部７１によって検出された燃焼圧ＰＦが、予め設定された圧力閾値ＰＦ０（例えば、１０ＭＰａ）以上であるか否かを判定する機能部である。ここで、圧力判定部７２は、特許請求の範囲に記載の「圧力判定手段」に相当する。また、圧力判定部７２は、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された場合に、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦを回数記憶部７３から読み出して、「１」だけ増加させて更新して、更新後の回数ＮＦを回数記憶部７３に書き込む。
【００６８】
回数記憶部７３は、回数判定部７４によって燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦを記憶する機能部である。ここで、回数記憶部７３は、特許請求の範囲に記載の「回数判定手段」の一部に相当する。
【００６９】
回数判定部７４は、圧力判定部７２によって燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが、予め設定された回数閾値ＮＦ０（例えば、２０００回）以上であるか否かを判定する機能部である。ここで、回数判定部７４は、特許請求の範囲に記載の「回数判定手段」の一部に相当する。具体的には、回数判定部７４は、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦを回数記憶部７３から読み出して、回数閾値ＮＦ０以上であるか否かを判定する。
【００７０】
疲労判定部７５は、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する機能部である。ここで、疲労判定部７５は、特許請求の範囲に記載の「疲労判定手段」に相当する。具体的には、疲労判定部７５は、回数判定部７４によって燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが回数閾値ＮＦ０以上であると判定された場合に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定する。
【００７１】
ここで、「エンジン１の疲労強度」とは、エンジン１を構成する各部材の疲労強度を全体として評価する指標であって、例えば、図２等に示す、ピストン１ｂ、点火プラグ１０３、吸気バルブ４４、排気バルブ５２、インジェクタ１０２、シリンダブロック１ｃ等の総合的な経年劣化の状態を示すものである。特に、エンジン１を構成する部材のうち、例えば、シリンダブロック１ｃ、ピストン１ｂ、吸気バルブ４４、排気バルブ５２等においては、金属疲労が蓄積するため、金属疲労の蓄積によって強度が低下することを「疲労強度の低下」と表現している。
【００７２】
このようにして、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが回数閾値ＮＦ０以上であると判定された場合に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定されるため、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを適正に判定することができる。
【００７３】
本実施形態では、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが回数閾値ＮＦ０以上である場合に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定する場合について説明するが、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する形態でもよい。例えば、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが急激に増加した場合（例えば、１日に５０回以上増加した場合）に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定する形態でもよい。
【００７４】
また、疲労判定部７５が燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する形態でもよい。例えば、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが急激に増加した場合（例えば、１時間に５０ＭＰａ以上増加した場合）にエンジン１の疲労強度が低下していると判定する形態でもよい。
【００７５】
また、上述のように、燃焼圧センサ１３０を介して、燃焼圧ＰＦが検出され、検出された燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００７６】
本実施形態では、疲労判定部７５が、燃焼圧センサ１３０を介して検出された燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する場合について説明するが、疲労判定部７５が、何らかの方法によって推定された燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する形態でもよい。この場合には、燃焼圧センサ１３０を配設する必要がないため、構成が簡略化される。燃焼圧ＰＦは、例えば、エンジン１の燃焼室１ａの近傍に配設され、エンジン１のシリンダブロック１ｃの振動を検出する振動センサの検出結果等から推定することができる。
【００７７】
遅角実行部７６は、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、エンジン１における点火時期を遅角する機能部である。ここで、遅角実行部７６は、特許請求の範囲に記載の「遅角実行手段」に相当する。具体的には、遅角実行部７６は、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、イグナイタ１０４に対して点火プラグ１０３の点火タイミングを遅らせることによって、エンジン１における点火時期を遅角する。
【００７８】
温度記憶部７７は、流量制御部７８によって用いられる温度閾値ＴＷ０を記憶する機能部である。温度記憶部７７は、特許請求の範囲に記載の「流量制限手段」の一部に相当する。具体的には、温度記憶部７７は、通常時の温度閾値ＴＷ１（例えば、８０℃）と、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に使用される温度閾値ＴＷ２（例えば、９０℃）とを記憶している。
【００７９】
流量制御部７８は、冷却水の温度ＴＷが、予め設定された温度閾値ＴＷ０以下である場合に、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を制限する機能部である。ここで、流量制御部７８は、特許請求の範囲に記載の「流量制限手段」の一部に相当する。具体的には、流量制御部７８は、水温センサ１２１によって検出された冷却水の温度ＴＷが、温度閾値ＴＷ０以下である場合に、電動バルブ３を閉状態とすることによって、エンジン１を経由して循環する冷却水の流れを停止する（流量を「０」にする）。また、流量制御部７８は、遅角実行部７６によって点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０を高い値に変更する。具体的には、流量制御部７８は、遅角実行部７６によって点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０を温度記憶部７７に記憶された温度閾値ＴＷ１から温度閾値ＴＷ２に変更する。
【００８０】
このようにして、エンジン１を経由して循環する冷却水の流れが停止される温度閾値ＴＷ０が高い値に変更されるため、エンジン１を温度閾値ＴＷ０以上の高温に維持することができるので、エンジン１内の潤滑性が向上することによって、点火時期が遅角されることに伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００８１】
また、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合に、電動バルブ３を閉状態とすることによって、エンジン１を経由して循環する冷却水の流れが停止されるため、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を、簡素な構成で制限することができる。
【００８２】
本実施形態では、流量制御部７８が、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合にエンジン１を経由して循環する冷却水の流れを停止する場合について説明するが、流量制御部７８が、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合にエンジン１を経由して循環する冷却水の流量を制限する形態であればよい。例えば、図３に示すウォータポンプ６が流量制御可能に構成されており、流量制御部７８が、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合に、ウォータポンプ６の吐出流量を低下させる形態でもよい。この場合には、冷却水の温度ＴＷに応じて、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を適正な流量に制御することができる。
【００８３】
−遅角制御−
次に、図５、図６を参照して、本発明に係る車両の制御装置（主に、ＥＣＵ７）の動作について説明する。図５は、図４に示す車両の制御装置（主に、ＥＣＵ７）による点火時期制御動作の一例を示すフローチャートである。図６は、図４に示す車両の制御装置（主に、ＥＣＵ７）による冷却制御動作の一例を示すフローチャートである。まず、図５を参照して、ＥＣＵ７によって実行される点火時期制御動作について説明する。
【００８４】
まず、燃焼圧検出部７１によって、燃焼圧ＰＦが検出される（ステップＳ１０１）。そして、圧力判定部７２によって、ステップＳ１０１において検出された燃焼圧ＰＦが、圧力閾値ＰＦ０以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３でＮＯの場合には、処理がステップＳ１０１へリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ１０３でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１０５へ進められる。
【００８５】
そして、圧力判定部７２によって、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが、回数記憶部７３から読み出されて、「１」だけインクリメントされて更新される（ステップＳ１０５）。次に、回数判定部７４によって、ステップＳ１０５で更新された回数ＮＦが、回数閾値ＮＦ０以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７でＮＯの場合には、処理がステップＳ１０１へリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ１０７でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１０９へ進められる。
【００８６】
そして、疲労判定部７５によって、エンジン１の疲労強度が低下していると判定されて、遅角実行部７６によって、エンジン１における点火時期が遅角される（ステップＳ１０９）。次いで、流量制御部７８によって、温度閾値ＴＷ０が温度記憶部７７に記憶された温度閾値ＴＷ１から温度閾値ＴＷ２に変更されて（ステップＳ１１１）、処理が終了される。
【００８７】
−冷却制御−
次に、図６を参照して、ＥＣＵ７によって実行される冷却制御動作について説明する。なお、以下の動作は、全て図４に示す流量制御部７８によって実行される。まず、水温センサ１２１を介して、冷却水の温度ＴＷが検出される（ステップＳ２０１）。そして、ステップＳ２０１において検出された冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２０３）。
【００８８】
ステップＳ２０３でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ２０５に進められ、電動バルブ３が閉状態とされて、処理がステップＳ２０１に戻され、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ２０３でＮＯの場合には、処理がステップＳ２０７に進められ、電動バルブ３が開状態とされて、処理がステップＳ２０１に戻され、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返し実行される。
【００８９】
図５、図６を用いて上述のように、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かが判定され、エンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、エンジン１における点火時期が遅角される。また、冷却水の温度ＴＷが、予め設定された温度閾値ＴＷ０以下である場合に、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量が制限される（ここでは、流れが停止される）。そして、エンジン１に疲労が蓄積していると判定されて、点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０が高い値に（温度閾値ＴＷ１から温度閾値ＴＷ２に）変更されるため、燃費の悪化を抑制しつつ、エンジン１の疲労強度の低下を抑制することができる。
【００９０】
すなわち、エンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合には、点火時期が遅角されるため、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生が抑制されるので、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生によるエンジン１の疲労強度が低下を抑制することができるのである。また、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量が制限される（ここでは、流れが停止される）温度閾値ＴＷ０が高い値に変更されるため、エンジン１を温度閾値ＴＷ０以上の高温に維持することができるので、エンジン１内の潤滑性が向上することによって、燃費の悪化を抑制することができるのである。
【００９１】
−他の実施形態−
本実施形態では、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８が、ＥＣＵ７の機能部として構成されている場合について説明したが、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８の少なくとも１つが、電子回路等のハードウェアで構成されている形態でもよい。
【００９２】
本実施形態では、内燃機関が、ガソリンエンジン１である場合について説明したが、その他の種類の内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン等）である形態でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置に利用可能である。特に、内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを備える車両の制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ エンジン
１ａ 燃焼室
１ｂ ピストン
１ｃ シリンダブロック
１０３ 点火プラグ
１０４ イグナイタ
１３０ 燃焼圧センサ（燃焼圧検出手段の一部）
１００ 冷却装置
３ 電動バルブ（バルブ）
１２１ 水温センサ
７ ＥＣＵ（車両の制御装置）
７１ 燃焼圧検出部（燃焼圧検出手段の一部）
７２ 圧力判定部（圧力判定手段）
７３ 回数記憶部（回数判定手段の一部）
７４ 回数判定部（回数判定手段の一部）
７５ 疲労判定部（疲労判定手段）
７６ 遅角実行部（遅角実行手段）
７７ 温度記憶部（流量制限手段の一部）
７８ 流量制御部（流量制限手段の一部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置に関する。特に、内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを備える車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン等の内燃機関における疲労強度の低下を抑制する種々の装置、及び、方法が提案されている。
【０００３】
例えば、ノッキングセンサを用いてノッキングを検出し、点火時期の遅角制御によってノッキングを抑制すると共に、このノッキング抑制の制御にも拘わらずノッキングが所定期間に亘って継続するとき、これをプレイグニッションの発生として検出する内燃機関の制御装置が開示されている（特許文献１参照）。この内燃機関の制御装置では、更に、プレイグニッションの発生を検出したとき、プレイグニッションが発生している気筒に対する燃料噴射量又は吸入空気量を減少制御して該気筒の出力を低下させる。この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関におけるプレイグニッションの発生を簡易に、且つ確実に検出してプレイグニッションを抑制して内燃機関を保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−９３７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の内燃機関の制御装置では、ノッキングが検出された場合に点火時期の遅角制御が行われるため、燃費が悪化する虞がある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制することの可能な車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る車両の制御装置は、以下のように構成されている。
【０００８】
すなわち、本発明に係る車両の制御装置は、内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置であって、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定する疲労判定手段と、前記疲労判定手段によって前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期を遅角する遅角実行手段と、前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限する流量制限手段と、を備え、前記流量制限手段は、前記遅角実行手段によって点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値を高い値に変更することを特徴としている。
【０００９】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定され、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期が遅角される。また、前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量が制限される。そして、前記内燃機関に疲労が蓄積していると判定されて、点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値が高い値に変更されるため、燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制することができる。
【００１０】
ここで、「内燃機関の疲労強度」とは、内燃機関を構成する各部材の疲労強度を全体として評価する指標であって、例えば、ピストン、点火プラグ、吸気バルブ、排気バルブ、インジェクタ、シリンダブロック等の総合的な経年劣化の状態を示すものである。特に、内燃機関を構成する部材のうち、例えば、シリンダブロック、ピストン、吸気バルブ、排気バルブ等においては、金属疲労が蓄積するため、金属疲労の蓄積によって強度が低下することを「疲労強度の低下」と表現している。
【００１１】
上述のように、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合には、点火時期が遅角されるため、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生が抑制されるので、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生による前記内燃機関の疲労強度が低下を抑制することができるのである。また、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量が制限される前記温度閾値が高い値に変更されるため、前記内燃機関を前記温度閾値以上の高温に維持することができるので、前記内燃機関内の潤滑性が向上することによって、燃費の悪化を抑制することができるのである。
【００１２】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記疲労判定手段が、前記内燃機関の燃焼室内の圧力である燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することが好ましい。
【００１３】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記内燃機関の燃焼室内の圧力である燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを適正に判定することができる。
【００１４】
すなわち、前記燃焼圧が、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生によって極度に大きくなる（例えば、正常な燃焼圧の２倍以上になる）と、前記内燃機関の疲労強度が低下することになる。したがって、前記燃焼圧に基づいて前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することによって、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを適正に判定することができるのである。
【００１５】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段を更に備え、前記圧力判定手段が、前記燃焼圧検出手段によって検出された燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することが好ましい。
【００１６】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記燃焼圧が検出され、検出された燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００１７】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記燃焼圧が、予め設定された圧力閾値以上であるか否かを判定する圧力判定手段を更に備え、前記疲労判定手段が、前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することが好ましい。
【００１８】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記燃焼圧が、予め設定された圧力閾値以上であるか否かが判定され、前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００１９】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が、予め設定された回数閾値以上であるか否かを判定する回数判定手段を更に備え、前記疲労判定手段が、前記回数判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が前記回数閾値以上であると判定された場合に、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定することが好ましい。
【００２０】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が、予め設定された回数閾値以上であるか否かが判定され、前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が前記回数閾値以上であると判定された場合に、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定されるため、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００２１】
また、本発明に係る車両の制御装置は、前記内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを更に備え、前記流量制限手段が、前記冷却水の温度が前記温度閾値以下である場合に、前記バルブを閉状態とすることによって、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を停止することが好ましい。
【００２２】
かかる構成を備える車両の制御装置によれば、前記冷却水の温度が前記温度閾値以下である場合に、前記バルブを閉状態とすることによって、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流れが停止されるため、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を、簡素な構成で制限することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る車両の制御装置によれば、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かが判定され、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期が遅角される。また、前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量が制限される。そして、前記内燃機関に疲労が蓄積していると判定されて、点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値が高い値に変更されるため、燃費の悪化を抑制しつつ、内燃機関の疲労強度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る車両の制御装置が配設される車両に搭載されるエンジンの一例を示す構成図である。
【図２】図１に示すエンジンの構成の一例を示す構成図である。
【図３】図１に示すエンジン等を冷却する冷却装置の一例を示す構成図である。
【図４】図２に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）の構成の一例を示す機能構成図である。
【図５】図４に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）による点火時期制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図４に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）による冷却制御動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る「車両の制御装置」の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る「車両の制御装置」が配設される車両に搭載されるエンジン１の一例を示す構成図である。
【００２６】
−吸排気系統−
まず、図１を参照してエンジン１の吸排気系統の全体構成について説明する。エンジン１は、例えば、４気筒（１番気筒〜４番気筒）のガソリンエンジンであって、シリンダヘッドに、各気筒に吸入空気を分配するためのインテークマニホールド４０が接続されている。ここで、エンジン１は、特許請求の範囲に記載の「内燃機関」に相当する。本実施形態では、エンジン１が、ガソリンエンジンである場合について説明するが、エンジン１が、ディーゼルエンジンである形態でもよい。
【００２７】
インテークマニホールド４０の入口には、空気を大気中から取り込んでインテークマニホールド４０に導く吸気通路４が接続されている。また、吸気通路４の入口にはエアクリーナ４１が配設されている。また、インテークマニホールド４０の上流側（吸気流れの上流側）には、エンジン１の吸入空気量を調整するスロットルバルブ４３（図２参照）が配設されている。
【００２８】
一方、エキゾーストマニホールド５０の出口には排気通路５が接続されている。また、排気ガス出口通路５の下流側には、三元触媒５１が接続されている。三元触媒５１は、エンジン１から排気ガス出口通路５に排出された排気ガス中のＣＯ、ＨＣの酸化及びＮＯｘの還元を行うことによって、それらを無害なＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｎ2とすることで排気ガスの浄化するものである。
【００２９】
更に、エンジン１には、ターボチャージャ２０及びＥＧＲ装置１０が装備されている。以下、これらの構成について、順次説明する。
【００３０】
−ターボチャージャ−
ターボチャージャ２０は、タービンホイール２１、コンプレッサインペラ２２、及び、連結シャフト２３を備えている。タービンホイール２１は、排気通路５に配設され、排気のエネルギによって回転駆動される。コンプレッサインペラ２２は、吸気通路４に配設される。連結シャフト２３は、タービンホイール２１とコンプレッサインペラ２２とを一体に連結するものである。
【００３１】
排気通路５に配設されたタービンホイール２１が排気のエネルギによって回転駆動され、これに伴って吸気通路４に配設されたコンプレッサインペラ２２が回転駆動される。そして、コンプレッサインペラ２２の回転によって、吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室に過給空気が強制的に送り込まれる。なお、コンプレッサインペラ２２の下流側（吸気流れの下流側）の吸気通路４には、コンプレッサインペラ２２によって過給された空気を冷却するインタークーラ４２が介設されている。
【００３２】
−ＥＧＲ装置−
ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置１０は、ＥＧＲ通路（排気還流通路）１１を備えている。ＥＧＲ通路１１の一方側（ここでは、上側）の端部は、インテークマニホールド４０とスロットルバルブ４３との間の吸気通路４に接続されている。ＥＧＲ通路１１の他方側（ここでは、下側）の端部はエキゾーストマニホールド５０に接続されており、排気ガス（ＥＧＲガス）の一部がＥＧＲ通路１１を通って吸気通路４に導入される。ＥＧＲ装置１０は、ＥＧＲガス（空気に比較して比熱が高く酸素量の少ないガス）を吸気通路４に戻すことによって、燃焼温度を低下させてＮＯｘの生成量を低減させることができる。
【００３３】
ＥＧＲ通路１１の途中には、ＥＧＲ通路１１を開閉するＥＧＲバルブ１４が介設されている。また、ＥＧＲ通路１１におけるＥＧＲバルブ１４の上流側（排気側）には、ＥＧＲ通路１１内を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１２が介設されている。ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１２によって冷却されて密度が高められ、吸入空気量を確保しながらＥＧＲ率を高めることが可能になる。
【００３４】
また、ＥＧＲ装置１０には、ＥＧＲクーラ１２をバイパスしてＥＧＲガスを流すＥＧＲバイパス通路１１１が配設されている。ＥＧＲバイパス通路１１１とＥＧＲ通路１１との接続部（ＥＧＲガス流れの下流側の接続部）には、ＥＧＲ通路１１の開度、及び、ＥＧＲバイパス通路１１１の開度を調整する切替制御バルブ１３が介設されている。
【００３５】
−エンジン−
次に、図２を参照して、本実施形態に係るエンジン１について説明する。図２は、図１に示すエンジン１の構成の一例を示す構成図である。エンジン１は、例えば、多気筒ガソリンエンジンであって、燃焼室１ａを形成するピストン１ｂ、及び、出力軸であるクランクシャフト１５を備えている。ピストン１ｂは、コネクティングロッド１６を介して、クランクシャフト１５に連結されている。また、ピストン１ｂの往復運動は、コネクティングロッド１６によって、クランクシャフト１５の回転運動へと変換される。
【００３６】
クランクシャフト１５には、シグナルロータ１７が配設されている。シグナルロータ１７の外周面には、複数の突起１７ａが等間隔で形成されている。シグナルロータ１７の側方近傍には、エンジン回転数センサ１２４が配置されている。エンジン回転数センサ１２４は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際に、エンジン回転数センサ１２４に対向する位置を通過する突起１７ａの個数分のパルス状信号（出力パルス）を発生する。
【００３７】
エンジン１の燃焼室１ａには、点火プラグ１０３が配設されている。点火プラグ１０３の点火タイミングは、イグナイタ１０４によって調整される。イグナイタ１０４は、ＥＣＵ７によって制御される。エンジン１のシリンダブロック１ｃには、エンジン水温（冷却水の水温）を検出する水温センサ１２１が配設されている。
【００３８】
エンジン１の燃焼室１ａには、吸気通路４と排気通路５とが接続されている。吸気通路４と燃焼室１ａとの間には、吸気バルブ４４が設けられている。吸気バルブ４４を開閉駆動することによって、吸気通路４と燃焼室１ａとが連通又は遮断される。また、排気通路５と燃焼室１ａとの間には、排気バルブ５２が設けられている。排気バルブ５２を開閉駆動することによって、排気通路５と燃焼室１ａとが連通又は遮断される。
【００３９】
エンジン１の吸気通路４には、インタークーラ４２、エアフローメータ１２２、吸気温センサ１２３、及び、スロットルバルブ４３等が配設されている。ここで、スロットルバルブ４３は、エンジン１の吸入空気量を調整する。また、エンジン１の排気通路５には、Ｏ2センサ１２７、三元触媒５１（図１参照）等が配設されている。ここで、Ｏ2センサ１２７は、排気ガス中の酸素濃度を検出する。
【００４０】
エンジン１の吸気通路４に配設されたスロットルバルブ４３は、スロットルモータ１０６によって駆動される。スロットルバルブ４３の開度は、スロットル開度センサ１２５によって検出され、検出結果はＥＣＵ７へ出力される。また、スロットルバルブ４３の開度は、ＥＣＵ７によって制御される。
【００４１】
また、吸気通路４には、インジェクタ（燃料噴射弁）１０２が配設されている。インジェクタ１０２には、燃料ポンプによって燃料タンクから燃料（ここでは、ガソリン）が供給され、インジェクタ１０２によって吸気通路４に燃料が噴射される。噴射された燃料は、吸入空気と混合されて混合気となって、エンジン１の燃焼室１ａに導入される。燃焼室１ａに導入された混合気（燃料＋空気）は、点火プラグ１０３によって点火されて燃焼、爆発する。混合気が燃焼室１ａ内で燃焼、爆発することによって、ピストン１ｂが図の上下方向に往復運動して、クランクシャフト１５が回転駆動される。
【００４２】
シリンダブロック１ｃの上端には、燃焼室１ａ内の圧力である燃焼圧ＰＦを検出する燃焼圧センサ１３０が配設されている。燃焼圧センサ１３０は、例えば、燃焼室の圧力に応じて変形するダイアフラムと、このダイアフラムの変形に応じた電気信号を発生する圧力センサとを備え、圧力センサから出力される電気信号に基づいて、燃焼圧ＰＦを検出するセンサである。燃焼圧センサ１３０は、公知である（例えば、特開２００９−１５０３２５号公報、特開２０１０−２４９６７５号公報等参照）ので、ここでは、その詳細な説明は省略する。燃焼圧センサ１３０によって検出された燃焼圧ＰＦを示す信号は、ＥＣＵ７へ出力される。ここで、燃焼圧センサ１３０は、特許請求の範囲に記載の「燃焼圧検出手段」の一部に相当する。
【００４３】
−冷却装置の構成−
ここで、図３を参照して、エンジン１等の冷却装置について説明する。図３は、図１に示すエンジン１等を冷却する冷却装置の一例を示す構成図である。まず、冷却装置１００における冷却水の循環経路について図３を参照して説明する。図３に示すように、冷却水の循環経路には、エンジン１、ウォータポンプ６、サーモスタット６１、電動バルブ３、ヒータコア３１、ＥＧＲクーラ１２、排気熱回収器３２、スロットルボディ４３１、ＥＧＲバルブ１４、及び、ラジエータ３３が配設されている。
【００４４】
ウォータポンプ６は、冷却水の循環経路内において冷却水を循環させるポンプである。なお、ウォータポンプ６は、流量可変ポンプであっても、流量可変ポンプではないポンプ（例えば、一般的な機械式のポンプ）であってもよい。後者の場合には、装置を簡素化することができる。
【００４５】
サーモスタット６１は、ラジエータ３３とウォータポンプ６との間の水路を遮断又は導通するものであって、例えば、冷却水の温度の高低に応じて膨張、収縮するサーモワックスを駆動源として弁体（バルブ）を駆動することができる。具体的には、冷却水温度が比較的低い（例えば、８０℃未満である）場合には、サーモスタット６１は、バルブを閉状態とすることによってラジエータ３３とウォータポンプ６との間の水路を遮断し、ラジエータ３３に冷却水を流さない状態とする。一方、冷却水温度が比較的高い（例えば、８０℃以上である）場合には、サーモスタット６１は、バルブを開状態とすることによってラジエータ３３とウォータポンプ６との間の水路を導通し、ラジエータ３３に冷却水の一部を流すことでその冷却水が回収した熱をラジエータ３３によって大気に放出する。
【００４６】
エンジン１は、シリンダブロック１ｃ（図２参照）内に、それぞれ、ピストン１ｂ（図２参照）が挿入され、燃焼室１ａ（図２参照）を形成する複数の（例えば、４個の）シリンダボアを備え、車両の駆動源として機能する。また、エンジン１は、シリンダボア壁を冷却するウォータジャケット２２Ｗを備えている。ウォータジャケット２２Ｗには、水路２１Ｗを介して、ウォータポンプ６から冷却水が供給可能に構成されている。
【００４７】
ウォータジャケット２２Ｗの冷却水下流側には、２本の冷却水配管Ｐ１１、Ｐ２３が接続されている。冷却水配管Ｐ１１は、ウォータジャケット２２Ｗからの冷却水を、スロットルボディ４３１、ＥＧＲバルブ１４、ヒータコア３１、ＥＧＲクーラ１２、及び、排気熱回収器３２へ搬送する配管である。また、冷却水配管Ｐ１１には、電動バルブ３が介設されている。冷却水配管Ｐ２３は、ウォータジャケット２２Ｗからの冷却水を、ラジエータ３３へ搬送する配管である。
【００４８】
また、エンジン１には、ウォータジャケット２２から冷却水配管Ｐ１１、Ｐ２３に接続される水路２３Ｗ、２４Ｗ、２５Ｗが形成されている。水路２３Ｗは、ウォータジャケット２２の冷却水下流側に形成され、水路２３Ｗの冷却水下流側は分岐して、水路２４Ｗ、２５Ｗに接続されている。水路２４Ｗ、２５Ｗは、それぞれ、冷却水配管Ｐ２３、Ｐ１１に接続されている。また、水路２３Ｗの近傍には、水温センサ１２１（図２参照）が配設されている。冷却水配管Ｐ１１は、下流側で、冷却水配管Ｐ１２、Ｐ１９に分岐し、冷却水配管Ｐ１２は、ヒータコア３１に接続され、冷却水配管Ｐ１９は、スロットルボディ４３１に接続されている。
【００４９】
水温センサ１２１は、ウォータジャケット２２の冷却水下流側（ここでは、水路２３Ｗ）の冷却水の温度を検出するものである。検出した温度信号は、後述するＥＣＵ７（図４を用いて後述する流量制御部７８）へ出力される。本実施形態では、水温センサ１２１が、ウォータジャケット２２の冷却水下流側の水路２３Ｗに配設されている場合について説明するが、水温センサ１２１が、ウォータジャケット２２等に配設されている形態でもよい。
【００５０】
ヒータコア３１は、ウォータジャケット２２から排出された冷却水の熱を利用して、車室内を暖房するものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んで配設されている。すなわち、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア３１に通過させて、温風として車室内に供給する一方、それ以外の場合（例えば、冷房時）には空調風がヒータコア３１をバイパスするべく構成されている。ヒータコア３１を通過した冷却水は、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１４、又は、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１５を介して、ＥＧＲクーラ１２、及び、排気熱回収器３２へ供給される。
【００５１】
ＥＧＲクーラ１２は、排気の一部を吸気系に還流させるＥＧＲ通路１１（図１参照）に配設され、ＥＧＲ通路１１を通過（還流）する排気を冷却するものである。また、このＥＧＲ通路１１には、電子制御によって開閉制御され、ＥＧＲ通路１１を開閉するＥＧＲバルブ１４が配設されている。
【００５２】
排気熱回収器３２は、エンジン１から排出される排気ガスの熱を回収して冷却水の昇温を促進させるものである。ＥＧＲクーラ１２及び排気熱回収器３２の冷却水下流側は、それぞれ、冷却水配管Ｐ１６、Ｐ１７が接続され、冷却水配管Ｐ１６、Ｐ１７は合流して、冷却水配管Ｐ１８に接続されている。更に、冷却水配管Ｐ１８と、ＥＧＲバルブ１４の冷却水下流側に接続された冷却水配管Ｐ２１とが合流して、冷却水配管Ｐ２２に接続され、冷却水配管Ｐ２２は、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に接続されている。
【００５３】
スロットルボディ４３１は、エンジン１の吸気通路におけるインタークーラ４２の下流側に設けられ、吸入空気量を調整するものである。具体的には、スロットルボディ４３１は、バタフライバルブ等ならなるスロットルバルブ４３（図１、図２参照）と、このスロットルバルブ４３を開閉駆動するスロットルモータ１０６（図２参照）と、スロットルバルブ４３の開度を検出するスロットル開度センサ１２５（図２参照）と、を備えている。
【００５４】
スロットルボディ４３１の冷却水下流側は、冷却水配管Ｐ２０を介して、ＥＧＲバルブ１４が接続されている。また、ＥＧＲバルブ１４の冷却水下流側は、冷却水配管Ｐ２１が接続され、冷却水配管Ｐ２１は、ＥＧＲクーラ１２及び排気熱回収器３２の冷却水下流側に接続された冷却水配管Ｐ１８と合流して、冷却水配管Ｐ２２に接続されている。
【００５５】
このようにして、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由して冷却水を循環可能に構成された第１循環経路が形成されている。すなわち、第１循環経路において、ウォータポンプ６から吐出された冷却水は、エンジン１、電動バルブ３、冷却水配管Ｐ１１、Ｐ１２、ヒータコア３１、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１４（又は、冷却水配管Ｐ１３、Ｐ１５）、ＥＧＲクーラ１２、冷却水配管Ｐ１６、（又は、排気熱回収器３２、冷却水配管Ｐ１７）、及び、冷却水配管Ｐ１８、Ｐ２２を順次経由して、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に戻る。また、第１循環経路において、ウォータポンプ６から吐出された冷却水は、エンジン１、電動バルブ３、冷却水配管Ｐ１１、Ｐ１９、スロットルボディ４３１、冷却水配管Ｐ２０、ＥＧＲバルブ１４、冷却水配管Ｐ２１、及び、冷却水配管Ｐ２２を順次経由して、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に戻る。
【００５６】
電動バルブ３は、冷却水配管Ｐ１１内の冷却水を導通、遮断するバルブであって、ＥＣＵ７（図４を用いて後述する流量制御部７８）からの指示にしたがって開閉制御される。なお、電動バルブ３は、特許請求の範囲に記載の「バルブ」に相当する。具体的には、エンジン１が暖機運転状態である場合には、電動バルブ３が閉状態とされ、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由して冷却水を循環可能に構成された第１循環経路における冷却水の循環が遮断される。一方、エンジン１が暖機運転状態ではない場合には、電動バルブ３が開状態とされ、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由して冷却水を循環可能に構成された第１循環経路においても冷却水が循環される。
【００５７】
このようにして、電動バルブ３を閉状態とすることによって、エンジン１及びヒータコア３１（又は、スロットルボディ４３１）を経由する冷却水の循環経路である第１循環経路を循環する冷却水を遮断することができるため、暖機を促進することができる。
【００５８】
本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「バルブ」が電動バルブ３である場合について説明するが、「バルブ」がその他の種類の遮断弁（例えば、負圧によって駆動される負圧弁等）である形態でもよい。
【００５９】
ラジエータ３３は、冷却水と外気（走行風及び冷却ファンの駆動による送風）との間で熱交換を行い、外気に放熱することによって冷却水を冷却するものである。また、ラジエータ３３の冷却水下流側は、冷却水配管Ｐ２４を介して、サーモスタット６１に接続されている。
【００６０】
このようにして、エンジン１及びラジエータ３３を経由して冷却水を循環可能に構成された第２循環経路が形成されている。すなわち、第２循環経路において、ウォータポンプ６から吐出された冷却水は、エンジン１、冷却水配管Ｐ２３、ラジエータ３３、及び、冷却水配管Ｐ２４を順次経由して、サーモスタット６１を介して、ウォータポンプ６に戻る。
【００６１】
−ＥＣＵ７−
次に、図４を参照して、ＥＣＵ７の構成について説明する。図４は、図２に示す車両の制御装置（ＥＣＵ）の構成の一例を示す機能構成図である。ＥＣＵ７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、バックアップＲＡＭを備えている。
【００６２】
ＲＯＭには、各種制御プログラム、及び、各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ、テーブルデータ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムを読み出して実行することによって種々の処理を行う。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの処理の結果、及び、各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、例えばエンジン１の停止時に、保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００６３】
また、ＥＣＵ７には、水温センサ１２１、エアフローメータ１２２、吸気温センサ１２３、エンジン回転数センサ１２４、スロットル開度センサ１２５、Ｏ2センサ１２７、車両に作用する加速度を検出する加速度センサ１２８、車速を検出するセンサである車速センサ１２９、燃焼圧センサ１３０等が通信可能に接続されている。
【００６４】
更に、ＥＣＵ７には、制御対象として、インジェクタ１０２、点火プラグ１０３のイグナイタ１０４等が通信可能に接続されている。そして、ＥＣＵ７は、上記各種センサの出力に基づいて、インジェクタ１０２の燃料噴射制御、点火プラグ１０３の点火時期制御等を含むエンジン１の各種制御を実行する。
【００６５】
また、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、機能的に、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８等として機能する。ここで、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８は、本発明に係る「車両の制御装置」を構成している。
【００６６】
燃焼圧検出部７１は、燃焼圧センサ１３０を介して、エンジン１の燃焼室１ａ（図２参照）内の圧力である燃焼圧ＰＦを検出する機能部である。ここで、燃焼圧検出部７１は、特許請求の範囲に記載の「燃焼圧検出手段」の一部に相当する。
【００６７】
圧力判定部７２は、燃焼圧検出部７１によって検出された燃焼圧ＰＦが、予め設定された圧力閾値ＰＦ０（例えば、１０ＭＰａ）以上であるか否かを判定する機能部である。ここで、圧力判定部７２は、特許請求の範囲に記載の「圧力判定手段」に相当する。また、圧力判定部７２は、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された場合に、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦを回数記憶部７３から読み出して、「１」だけ増加させて更新して、更新後の回数ＮＦを回数記憶部７３に書き込む。
【００６８】
回数記憶部７３は、回数判定部７４によって燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦを記憶する機能部である。ここで、回数記憶部７３は、特許請求の範囲に記載の「回数判定手段」の一部に相当する。
【００６９】
回数判定部７４は、圧力判定部７２によって燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが、予め設定された回数閾値ＮＦ０（例えば、２０００回）以上であるか否かを判定する機能部である。ここで、回数判定部７４は、特許請求の範囲に記載の「回数判定手段」の一部に相当する。具体的には、回数判定部７４は、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦを回数記憶部７３から読み出して、回数閾値ＮＦ０以上であるか否かを判定する。
【００７０】
疲労判定部７５は、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する機能部である。ここで、疲労判定部７５は、特許請求の範囲に記載の「疲労判定手段」に相当する。具体的には、疲労判定部７５は、回数判定部７４によって燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが回数閾値ＮＦ０以上であると判定された場合に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定する。
【００７１】
ここで、「エンジン１の疲労強度」とは、エンジン１を構成する各部材の疲労強度を全体として評価する指標であって、例えば、図２等に示す、ピストン１ｂ、点火プラグ１０３、吸気バルブ４４、排気バルブ５２、インジェクタ１０２、シリンダブロック１ｃ等の総合的な経年劣化の状態を示すものである。特に、エンジン１を構成する部材のうち、例えば、シリンダブロック１ｃ、ピストン１ｂ、吸気バルブ４４、排気バルブ５２等においては、金属疲労が蓄積するため、金属疲労の蓄積によって強度が低下することを「疲労強度の低下」と表現している。
【００７２】
このようにして、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが回数閾値ＮＦ０以上であると判定された場合に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定されるため、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを適正に判定することができる。
【００７３】
本実施形態では、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが回数閾値ＮＦ０以上である場合に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定する場合について説明するが、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する形態でもよい。例えば、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが急激に増加した場合（例えば、１日に５０回以上増加した場合）に、エンジン１の疲労強度が低下していると判定する形態でもよい。
【００７４】
また、疲労判定部７５が燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する形態でもよい。例えば、疲労判定部７５が、燃焼圧ＰＦが急激に増加した場合（例えば、１時間に５０ＭＰａ以上増加した場合）にエンジン１の疲労強度が低下していると判定する形態でもよい。
【００７５】
また、上述のように、燃焼圧センサ１３０を介して、燃焼圧ＰＦが検出され、検出された燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かが判定されるため、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを更に適正に判定することができる。
【００７６】
本実施形態では、疲労判定部７５が、燃焼圧センサ１３０を介して検出された燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する場合について説明するが、疲労判定部７５が、何らかの方法によって推定された燃焼圧ＰＦに基づいて、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かを判定する形態でもよい。この場合には、燃焼圧センサ１３０を配設する必要がないため、構成が簡略化される。燃焼圧ＰＦは、例えば、エンジン１の燃焼室１ａの近傍に配設され、エンジン１のシリンダブロック１ｃの振動を検出する振動センサの検出結果等から推定することができる。
【００７７】
遅角実行部７６は、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、エンジン１における点火時期を遅角する機能部である。ここで、遅角実行部７６は、特許請求の範囲に記載の「遅角実行手段」に相当する。具体的には、遅角実行部７６は、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、イグナイタ１０４に対して点火プラグ１０３の点火タイミングを遅らせることによって、エンジン１における点火時期を遅角する。
【００７８】
温度記憶部７７は、流量制御部７８によって用いられる温度閾値ＴＷ０を記憶する機能部である。温度記憶部７７は、特許請求の範囲に記載の「流量制限手段」の一部に相当する。具体的には、温度記憶部７７は、通常時の温度閾値ＴＷ１（例えば、８０℃）と、疲労判定部７５によってエンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に使用される温度閾値ＴＷ２（例えば、９０℃）とを記憶している。
【００７９】
流量制御部７８は、冷却水の温度ＴＷが、予め設定された温度閾値ＴＷ０以下である場合に、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を制限する機能部である。ここで、流量制御部７８は、特許請求の範囲に記載の「流量制限手段」の一部に相当する。具体的には、流量制御部７８は、水温センサ１２１によって検出された冷却水の温度ＴＷが、温度閾値ＴＷ０以下である場合に、電動バルブ３を閉状態とすることによって、エンジン１を経由して循環する冷却水の流れを停止する（流量を「０」にする）。また、流量制御部７８は、遅角実行部７６によって点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０を高い値に変更する。具体的には、流量制御部７８は、遅角実行部７６によって点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０を温度記憶部７７に記憶された温度閾値ＴＷ１から温度閾値ＴＷ２に変更する。
【００８０】
このようにして、エンジン１を経由して循環する冷却水の流れが停止される温度閾値ＴＷ０が高い値に変更されるため、エンジン１を温度閾値ＴＷ０以上の高温に維持することができるので、エンジン１内の潤滑性が向上することによって、点火時期が遅角されることに伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【００８１】
また、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合に、電動バルブ３を閉状態とすることによって、エンジン１を経由して循環する冷却水の流れが停止されるため、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を、簡素な構成で制限することができる。
【００８２】
本実施形態では、流量制御部７８が、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合にエンジン１を経由して循環する冷却水の流れを停止する場合について説明するが、流量制御部７８が、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合にエンジン１を経由して循環する冷却水の流量を制限する形態であればよい。例えば、図３に示すウォータポンプ６が流量制御可能に構成されており、流量制御部７８が、冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下である場合に、ウォータポンプ６の吐出流量を低下させる形態でもよい。この場合には、冷却水の温度ＴＷに応じて、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量を適正な流量に制御することができる。
【００８３】
−遅角制御−
次に、図５、図６を参照して、本発明に係る車両の制御装置（主に、ＥＣＵ７）の動作について説明する。図５は、図４に示す車両の制御装置（主に、ＥＣＵ７）による点火時期制御動作の一例を示すフローチャートである。図６は、図４に示す車両の制御装置（主に、ＥＣＵ７）による冷却制御動作の一例を示すフローチャートである。まず、図５を参照して、ＥＣＵ７によって実行される点火時期制御動作について説明する。
【００８４】
まず、燃焼圧検出部７１によって、燃焼圧ＰＦが検出される（ステップＳ１０１）。そして、圧力判定部７２によって、ステップＳ１０１において検出された燃焼圧ＰＦが、圧力閾値ＰＦ０以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３でＮＯの場合には、処理がステップＳ１０１へリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ１０３でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１０５へ進められる。
【００８５】
そして、圧力判定部７２によって、燃焼圧ＰＦが圧力閾値ＰＦ０以上であると判定された回数ＮＦが、回数記憶部７３から読み出されて、「１」だけインクリメントされて更新される（ステップＳ１０５）。次に、回数判定部７４によって、ステップＳ１０５で更新された回数ＮＦが、回数閾値ＮＦ０以上であるか否かの判定が行われる（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７でＮＯの場合には、処理がステップＳ１０１へリターンされ、ステップＳ１０１以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ１０７でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ１０９へ進められる。
【００８６】
そして、疲労判定部７５によって、エンジン１の疲労強度が低下していると判定されて、遅角実行部７６によって、エンジン１における点火時期が遅角される（ステップＳ１０９）。次いで、流量制御部７８によって、温度閾値ＴＷ０が温度記憶部７７に記憶された温度閾値ＴＷ１から温度閾値ＴＷ２に変更されて（ステップＳ１１１）、処理が終了される。
【００８７】
−冷却制御−
次に、図６を参照して、ＥＣＵ７によって実行される冷却制御動作について説明する。なお、以下の動作は、全て図４に示す流量制御部７８によって実行される。まず、水温センサ１２１を介して、冷却水の温度ＴＷが検出される（ステップＳ２０１）。そして、ステップＳ２０１において検出された冷却水の温度ＴＷが温度閾値ＴＷ０以下であるか否かの判定が行われる（ステップＳ２０３）。
【００８８】
ステップＳ２０３でＹＥＳの場合には、処理がステップＳ２０５に進められ、電動バルブ３が閉状態とされて、処理がステップＳ２０１に戻され、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ２０３でＮＯの場合には、処理がステップＳ２０７に進められ、電動バルブ３が開状態とされて、処理がステップＳ２０１に戻され、ステップＳ２０１以降の処理が繰り返し実行される。
【００８９】
図５、図６を用いて上述のように、エンジン１の疲労強度が低下しているか否かが判定され、エンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合に、エンジン１における点火時期が遅角される。また、冷却水の温度ＴＷが、予め設定された温度閾値ＴＷ０以下である場合に、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量が制限される（ここでは、流れが停止される）。そして、エンジン１に疲労が蓄積していると判定されて、点火時期が遅角されたときに、温度閾値ＴＷ０が高い値に（温度閾値ＴＷ１から温度閾値ＴＷ２に）変更されるため、燃費の悪化を抑制しつつ、エンジン１の疲労強度の低下を抑制することができる。
【００９０】
すなわち、エンジン１の疲労強度が低下していると判定された場合には、点火時期が遅角されるため、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生が抑制されるので、ノッキング（又は、プレイグニッション）の発生によるエンジン１の疲労強度が低下を抑制することができるのである。また、エンジン１を経由して循環する冷却水の流量が制限される（ここでは、流れが停止される）温度閾値ＴＷ０が高い値に変更されるため、エンジン１を温度閾値ＴＷ０以上の高温に維持することができるので、エンジン１内の潤滑性が向上することによって、燃費の悪化を抑制することができるのである。
【００９１】
−他の実施形態−
本実施形態では、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８が、ＥＣＵ７の機能部として構成されている場合について説明したが、燃焼圧検出部７１、圧力判定部７２、回数記憶部７３、回数判定部７４、疲労判定部７５、遅角実行部７６、温度記憶部７７、及び、流量制御部７８の少なくとも１つが、電子回路等のハードウェアで構成されている形態でもよい。
【００９２】
本実施形態では、内燃機関が、ガソリンエンジン１である場合について説明したが、その他の種類の内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン等）である形態でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置に利用可能である。特に、内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを備える車両の制御装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ エンジン
１ａ 燃焼室
１ｂ ピストン
１ｃ シリンダブロック
１０３ 点火プラグ
１０４ イグナイタ
１３０ 燃焼圧センサ（燃焼圧検出手段の一部）
１００ 冷却装置
３ 電動バルブ（バルブ）
１２１ 水温センサ
７ ＥＣＵ（車両の制御装置）
７１ 燃焼圧検出部（燃焼圧検出手段の一部）
７２ 圧力判定部（圧力判定手段）
７３ 回数記憶部（回数判定手段の一部）
７４ 回数判定部（回数判定手段の一部）
７５ 疲労判定部（疲労判定手段）
７６ 遅角実行部（遅角実行手段）
７７ 温度記憶部（流量制限手段の一部）
７８ 流量制御部（流量制限手段の一部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置であって、
前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定する疲労判定手段と、
前記疲労判定手段によって前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期を遅角する遅角実行手段と、
前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限する流量制限手段と、を備え、
前記流量制限手段は、前記遅角実行手段によって点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値を高い値に変更することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記疲労判定手段は、前記内燃機関の燃焼室内の圧力である燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の制御装置において、
前記燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段を更に備え、
前記圧力判定手段は、前記燃焼圧検出手段によって検出された燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両の制御装置において、
前記燃焼圧が、予め設定された圧力閾値以上であるか否かを判定する圧力判定手段を更に備え、
前記疲労判定手段は、前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の制御装置において、
前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が、予め設定された回数閾値以上であるか否かを判定する回数判定手段を更に備え、
前記疲労判定手段は、前記回数判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が前記回数閾値以上であると判定された場合に、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを更に備え、
前記流量制限手段は、前記冷却水の温度が前記温度閾値以下である場合に、前記バルブを閉状態とすることによって、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流れを停止することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限可能に構成された冷却装置を備える車両の制御装置であって、
前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定する疲労判定手段と、
前記疲労判定手段によって前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定された場合に、前記内燃機関における点火時期を遅角する遅角実行手段と、
前記冷却水の温度が、予め設定された温度閾値以下である場合に、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流量を制限する流量制限手段と、を備え、
前記流量制限手段は、前記遅角実行手段によって点火時期が遅角されたときに、前記温度閾値を高い値に変更することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記疲労判定手段は、前記内燃機関の燃焼室内の圧力である燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の制御装置において、
前記燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段を更に備え、
前記圧力判定手段は、前記燃焼圧検出手段によって検出された燃焼圧に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両の制御装置において、
前記燃焼圧が、予め設定された圧力閾値以上であるか否かを判定する圧力判定手段を更に備え、
前記疲労判定手段は、前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数に基づいて、前記内燃機関の疲労強度が低下しているか否かを判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の制御装置において、
前記圧力判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が、予め設定された回数閾値以上であるか否かを判定する回数判定手段を更に備え、
前記疲労判定手段は、前記回数判定手段によって前記燃焼圧が前記圧力閾値以上であると判定された回数が前記回数閾値以上であると判定された場合に、前記内燃機関の疲労強度が低下していると判定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記内燃機関を経由して循環する冷却水を停止するバルブを更に備え、
前記流量制限手段は、前記冷却水の温度が前記温度閾値以下である場合に、前記バルブを閉状態とすることによって、前記内燃機関を経由して循環する冷却水の流れを停止することを特徴とする車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０８３５４（Ｐ２０１３−１０８３５４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５１３９１（Ｐ２０１１−２５１３９１）
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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