(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置と、冷却水の循環により前記内燃機関及びＥＧＲ装置を含む被冷却体を冷却可能な冷却システムとを備え、  前記冷却システムが、  前記内燃機関を冷却するための機関冷却流路、前記ＥＧＲ装置を冷却するためのＥＧＲ冷却流路、ラジエータを経由するラジエータ流路及び前記ラジエータを迂回する迂回流路を含む、前記冷却水を通水可能な流路部と、  前記機関冷却流路、ＥＧＲ冷却流路及びラジエータ流路を含む第１流路並びに前記機関冷却流路、ＥＧＲ冷却流路及び迂回流路を含み且つ前記ラジエータ流路を含まない第２流路における前記冷却水の循環量を調整可能な調整手段と  を備えてなる車両において前記冷却システムを制御する、冷却システムの制御装置であって、  前記冷却水の温度を特定する特定手段と、  前記内燃機関の始動時に前記冷却水の循環を制限する制限手段と、  前記冷却水の循環が制限される期間において、前記特定された温度に基づいた前記調整手段の制御を介して前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる制御手段と  を具備し、  前記制限手段は、前記制御手段により前記第２流路に優先的に前記冷却水が循環させられる以前において、前記冷却水の循環を禁止し、  前記制御手段は、前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる期間において、前記第２流路における前記冷却水の循環量を増大させ、且つ増大後に減少させる  ことを特徴とする冷却システムの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２流路にのみ前記冷却水を循環させる
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システムの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ＥＧＲ冷却流路における前記冷却水の温度が排気露点温度以下とならないように前記冷却水を循環させる
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システムの制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる期間における、前記内燃機関の暖機完了以前において、前記第１及び第２流路の各々に前記冷却水を循環させる
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システムの制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる期間において、前記第２流路における前記冷却水の循環量を、前記ＥＧＲ装置におけるＥＧＲ量に対応する制御要素に応じて制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システムの制御装置。
【請求項６】
前記被冷却体は前記内燃機関及び前記ＥＧＲ装置以外の補機を含み、
前記流路部は、前記補機を冷却するための補機冷却流路を含み、
前記調整手段は、前記内燃機関の機関トルクにより駆動される機械式ポンプ装置を含み、また前記補機冷却流路を含み且つ前記機関冷却流路及びＥＧＲ冷却流路を含まない第３流路における前記冷却水の循環量を更に調整可能であり、
前記制御手段は、前記冷却水の循環が制限される期間において、前記第３流路に前記冷却水を循環させる
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水の循環により内燃機関及びＥＧＲ装置を含む被冷却体を冷却可能に構成された冷却システムを制御する、冷却システムの制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシステムとして、エンジン本体、ＥＧＲクーラ及び補機類等への通水を制御する冷却水制御弁を備え、冷間始動時に冷却水の通水を制限するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。係るシステムによれば、始動時に冷却水の循環が停止されることから、内燃機関の暖機が好適に促進され得る。【０００３】
また、特許文献２には、ＥＧＲクーラで排気により昇温された冷却水をシリンダブロックに供給することにより、シリンダブロックの暖機を促進する技術が開示されている。【０００４】
また、特許文献３には、ウォータポンプが停止している場合であっても、エンジン内やＥＧＲクーラの冷却水を循環させることでオーバヒートを防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６３０３４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０４７３０５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８５８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＥＧＲクーラは、燃焼室及びエキゾーストマニホールドに近いシリンダヘッドや、当該シリンダヘッド下方でシリンダを収容するシリンダブロック等、被冷却体の中でも比較的高温となる部分と較べると、始動後の温度変化が緩やかであり、その温度上昇はこれら高温部と較べて緩慢である。【０００７】
従って、内燃機関の暖機完了以前において、ＥＧＲ管を経由してＥＧＲクーラ近傍に導かれるＥＧＲガスとしての排気又はＥＧＲクーラ近傍にその時点で滞留するＥＧＲガスとしての排気の温度は低下し易い。その傾向は、冷間始動時において顕著になる。排気の温度が過度に低下すると、排気中の水分が凝縮することによって凝縮水が発生する。【０００８】
ここで、ＥＧＲガスを導くＥＧＲ管は、高耐熱性を得られることから通常、金属材料で構成されることが多く、凝縮水の放置は、これら配管の腐食劣化を助長しかねない。即ち、ＥＧＲ装置が備わる構成においては、内燃機関の未暖機時におけるＥＧＲクーラの温度管理が必要となる。【０００９】
ところが、上記各種特許文献に開示されるものを含む従来の装置では、このような問題点に想到しておらず、ＥＧＲガスの温度低下により発生する凝縮水を考慮した冷却水の制御はなされていない。従って、凝縮水がＥＧＲ装置にもたらし得る不具合を解消することは実践上殆ど不可能に等しい。【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、凝縮水がＥＧＲ装置に与える影響を緩和することが可能な冷却システムの制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するため、本発明に係る冷却システムの制御装置は、内燃機関と、ＥＧＲクーラを含むＥＧＲ装置と、冷却水の循環により前記内燃機関及びＥＧＲ装置を含む被冷却体を冷却可能な冷却システムとを備え、前記冷却システムが、前記内燃機関を冷却するための機関冷却流路、前記ＥＧＲ装置を冷却するためのＥＧＲ冷却流路、前記ラジエータを経由するラジエータ流路及び前記ラジエータを迂回する迂回流路を含む、前記冷却水を通水可能な流路部と、前記機関冷却流路、ＥＧＲ冷却流路及びラジエータ流路を含む第１流路並びに前記機関冷却流路、ＥＧＲ冷却流路及び迂回流路を含み且つ前記ラジエータ流路を含まない第２流路における前記冷却水の循環量を調整可能な調整手段とを備えてなる車両において前記冷却システムを制御する、冷却システムの制御装置であって、前記冷却水の温度を特定する特定手段と、前記内燃機関の始動時に前記冷却水の循環を制限する制限手段と、前記冷却水の循環が制限される期間において、前記特定された温度に基づいた前記調整手段の制御を介して前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる制御手段とを具備し、前記制限手段は、前記制御手段により前記第２流路に優先的に前記冷却水が循環させられる以前において、前記冷却水の循環を禁止することを特徴とする（請求項１）。
【００１２】
本発明に係る冷却システムの制御装置によれば、内燃機関の始動時において、制限手段の作用により冷却水の循環が制限される。【００１３】
本願における「制限」とは、係る制限がなされない場合と較べて内燃機関の暖機が促進されるように、或いは、暖機が阻害されないように、冷却水の冷却能力を抑制する措置を意味する。
【００１４】
一方、本発明に係る冷却システムの制御装置では、このような機関暖機促進の観点から冷却水の循環が制限される期間において、制御手段によって、特定手段により特定される冷却水の温度（以下、適宜「冷却水温」と表現する）に基づいて調整手段が制御される。より具体的には、制御手段は、冷却水を第２流路に優先的に循環させる。【００１５】
第２流路とは、冷却システムの構成要素である冷却水の流路のうち、機関冷却流路、ＥＧＲ冷却流路及び迂回流路を含み且つラジエータ流路を含まぬ流路の総体を意味する。即ち、冷却水を循環させるべき流路として第２流路が選択されると、冷却水はラジエータにより冷却されることなく循環される。【００１６】
第２流路の平均的な冷却水温は、始動時点こそ被冷却体の温度との間にさしたる差を有さぬものの、シリンダヘッド或いはシリンダブロック等の相対的高温部からの熱供与を受けることから、始動時点からの経過時間に応じて上昇する。このため、始動直後から暖機完了相当時点に至るまでの時間領域における、ある時間領域においては特に、温度上昇が緩慢なＥＧＲクーラ周辺に滞留するＥＧＲガスの温度よりも高くなることが多い。即ち、例えば、この種の時間領域において、冷却水はＥＧＲクーラに熱を供与する熱媒としての性質を有し得る。【００１７】
本発明に係る冷却システムの制御装置は、その点に着目しており、内燃機関の暖機を促進するために冷却水の循環が制限される期間において第２流路に冷却水を優先的に循環させることによって、内燃機関の暖機を促進させつつ、更にＥＧＲクーラの暖機を促進することが出来る。【００１８】
尚、「優先的に」とは、第１流路における冷却水の循環量が必ずしもゼロでなくてよいことを考慮したものである。但し、第１流路における冷却水の循環は、内燃機関を暖機する観点からすれば有意義ではなく、その点に鑑みれば、第１流路における冷却水の循環は、好適な一形態としてゼロ又はその相当値に制限されてもよい。また、「優先的に」なる文言は、この制御手段による冷却水の限定的な循環措置が、機関暖機の観点からなされる制限手段による冷却水の循環制限措置を阻害しない範囲で協調的になされることを潜在的に意味する。即ち、制限手段の作用と制御手段の作用とは相互に矛盾しない。【００１９】
このように、本発明に係る冷却システムの制御装置によれば、機関暖機促進の観点から始動時に冷却水の循環制限措置がなされる一方で、ＥＧＲクーラの暖機促進の観点からＥＧＲクーラへの熱供与を実現し得る第２流路への優先的な冷却水循環措置が行われる。従って、全体的にみて内燃機関の早期暖機を実現しつつ、ＥＧＲクーラの暖機により凝縮水の発生を抑制或いは緩和することによって、可及的早期に始動時のＥＧＲ導入を実現することが出来る。【００２０】
尚、本発明に係る調整手段は、第１流路及び第２流路における冷却水の循環量を調整可能な物理的手段を包括する概念であり、電動Ｗ／Ｐや機械式Ｗ／Ｐ等、冷却システム全体における冷却水の循環量を制御し得る構成要素を含み得る。また、好適には、第１流路と第２流路との間で流路の選択を可能とする、例えばＣＣＶ等の弁装置を含んでいてもよい。この弁装置は、例えば、被冷却体に通ずる各種流路に適宜設けられた弁を、機械的又は電気的に駆動することにより、当該流路の流路面積を二値的、段階的又は連続的に変化させ得る構成を有していてもよい。【００２１】
尚、特定手段が冷却水温を特定するにあたっての実践的態様は限定されない。例えば、特定手段は、水温センサ等の直接的検出手段であってもよいし、この種の直接的検出手段からセンサ値を取得するプロセッサや制御装置の類であってもよい。或いは、特定手段は、その時点の内燃機関の動作環境や始動以後の動作条件の変化履歴等から、冷却水温を推定する手段であってもよい。このような冷却水温推定に係る実践的態様は各種公知のものがあるが、冷却水の循環供給がなされない状態においては、冷却水温に局所的な温度差が生じ易く、センサの設置箇所によっては、必ずしもセンサ値が正確な冷却水温を表さない場合がある。このような観点からは、冷却水温を推定する構成は実践上有益である。【００２２】
尚、シリンダヘッド及びシリンダブロックを含む機関本体部は、始動直後から大きい熱負荷に晒される。従って、ＥＧＲ冷却流路の冷却水温を上昇させるための熱を奪ったところで、内燃機関の暖機状態が過度に悪化する可能性は低く、第２流路の優先措置によれば、ＥＧＲクーラの暖機に供される冷却水に係る冷却水温を、内燃機関の暖機に影響を与えることなく上昇させることが出来る。【００２３】
尚、第２流路を優先することの効能に鑑みれば、第２流路に係る優先措置が行われる温度領域（係る温度領域を適宜「第１温度領域」と表現する）は、理想的には、冷却水をＥＧＲクーラに供給することに実践上の意義を見出せる程度の温度を下限とする温度領域である。例えば、外気温が氷点下〜摂氏数℃程度である冷間始動時を考えた場合、第１温度領域は、始動時の冷却水温よりは高温側の温度領域であるのが望ましい。このような状況下では、シリンダヘッド或いはシリンダブロックを含む内燃機関が熱を蓄積するのに相応の時間が必要となり、始動直後から第２流路における冷却水の循環を開始してしまうと、内燃機関の暖機時間が長大化しかねないからである。【００２４】
その一方で、従来、この種の凝縮水の影響を考慮した循環制御が全くなされていない点に鑑みれば、係る第１温度領域における冷却水の循環量には比較的高い自由度がある。例えば、特定される冷却水温が第１温度領域に達したことをもって、その時点の最大循環量が得られるように、例えば電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）等の循環手段やＣＣＶ（Coolant Control Valve）やサーモスタット等の調整手段が制御されてもよい。或いは、冷却水温が第１温度領域の下限値に達した時点から、予め設定されたプロファイルに従って循環量が増量せしめられてもよい。この際、循環量の変化態様は、線形又は非線形であってよく、段階的又は連続的であってよい。【００２５】
また、制御手段による第２流路に係る優先措置は、特定される冷却水温に応じて優先の度合いが二値的に、段階的に又は連続的に変化するものであってもよい。即ち、第２流路に係る優先措置が、望ましい一形態として、凝縮水の影響を排除、抑制又は緩和することが出来る程度にＥＧＲクーラを早期に暖機することを目的とする点からすれば、ＥＧＲクーラの暖機に係る必要性は、冷却水温の上昇と共に低下する。従って、制御手段は、冷却水温が低い程、その優先の度合いを高めてもよい。【００２６】
ここで特に、本発明に係る冷却システムの制御装置において、制限手段は、制御手段により第２流路に優先的に冷却水が循環させられる以前において、冷却水の循環を禁止する。
【００２７】
即ち、第２流路に係る優先措置が発動する以前の時間領域において、冷却水の循環が停止される。従って、例えば調整手段が電動Ｗ／Ｐである場合を含む場合等において、無駄な電力消費を抑制し得る。
【００２８】
本発明に係る冷却システムの制御装置の一の態様では、前記制御手段は、前記第２流路にのみ前記冷却水を循環させる（請求項２）。
【００２９】
この態様によれば、第２流路における冷却水の循環が優先される態様の一例として、第１流路における冷却水の循環が禁止される。従って、ＥＧＲクーラの暖機と並行して内燃機関の機関暖機を好適に促進することができ、エミッション低減の観点において顕著に効果的である。【００３０】
尚、内燃機関をシリンダヘッドとシリンダブロックとに区別して考えた場合、燃焼室及び排気系を収容するシリンダヘッドの方がシリンダブロックよりも熱負荷に晒され易い。【００３１】
この点に鑑みれば、機関冷却流路を、シリンダヘッドの冷却に供される第１部分流路と、シリンダブロックの冷却に供される第２部分流路とに分割して構成し、ＥＧＲクーラの暖機に利用される第２流路に第１部分流路のみを含ませる構成としてもよい。こうすることにより、第２流路で循環される冷却水に供与すべき十分な熱量を確保しつつ、第２部分流路の冷却水による内燃機関の暖機効果の低下を抑制することが出来る。【００３２】
一方、このような構成においては更に、例えば、機関暖機完了時点と相前後したタイミングで第１流路を選択する際に、この第１流路に第１及び第２部分流路の双方を含めることが出来るように構成されていてもよい。この場合、機関暖機後のオーバヒートをより確実に防止することが可能である。このような効果を奏する流路部及び調整手段の物理的構成は無論多義的であってよい。尚、機関暖機完了時点とは、当該時点が機関暖機完了の定義によって変化することに鑑みれば一義的でない。従って、機関暖機完了に係る判定は、予め実験的に、経験的にまた理論的に与えられた判定基準に基づいて個別具体的になされてよい。【００３３】
本発明に係る冷却システムの制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記ＥＧＲ冷却流路における前記冷却水の温度が排気露点温度以下とならないように前記冷却水を循環させる（請求項３）。
【００３４】
この態様によれば、制御手段は、第２流路へ冷却水を優先的に循環させるにあたって、ＥＧＲ冷却流路における冷却水温が排気露点温度以下とならないように、特定手段により特定された温度に基づいて調整手段を制御する構成となっている。【００３５】
このため、本態様によれば、とりわけＥＧＲ非導入段階においてＥＧＲクーラ付近に滞留するＥＧＲガスからの凝縮水の発生を効果的に抑制することが出来る。従って、凝縮水がＥＧＲ装置、例えばＥＧＲ管等のＥＧＲガス流路に与える影響を緩和することが出来るのである。【００３６】
尚、排気露点温度は、それ未満の温度領域において排気中の水分が凝縮する温度を意味するが、冷却水とＥＧＲガスとが直接接触しない点に鑑みれば、ＥＧＲ冷却流路の冷却水温の指標となる排気露点温度とは、厳密な意味での排気露点温度に対して相応の幅を有し得る温度である。【００３７】
本発明に係る冷却システムの制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる期間において、前記第２流路における前記冷却水の循環量を増大させ、且つ増大後に減少させる（請求項４）。
【００３８】
この態様によれば、制御手段による第２流路優先措置が実行される過程において、第２流路における冷却水の循環量が増量される。この際、増量の態様に制限は無く、第２流路における冷却水の循環量は、例えばその時点で実現し得る最大値まで増量されてもよいし、予め定められた増量プロファイル（例えば増加速度、増加率又は増加曲線等）に従って二値的に、段階的に又は連続的に増量されてもよい。【００３９】
一方、第２流路における冷却水の循環量の変化に対するＥＧＲ冷却流路における冷却水温の感度は高くないから、一旦増量せしめた第２流路の冷却水を再度減量したところで、凝縮による影響は顕在化し難い。【００４０】
他方で、第２流路における冷却水の循環は、内燃機関の暖機を阻害する。暖機が不十分である場合、例えば、シリンダブロック内のシリンダボアの熱膨張が十分に進まないため、シリンダボア内で往復運動を繰り返すピストンのフリクションロスが相対的に大きくなる。また、潤滑油温の上昇も妨げられるため、機関全体のフリクションロスも相対的に大きくなり易い。従って、総体的傾向として、内燃機関の燃料消費率が悪化し易い。【００４１】
その点、この態様によれば、第２流路における冷却水の循環を、ＥＧＲガスの凝縮による悪影響が顕在化しない範囲で可及的に制限し、内燃機関の暖機を可及的に促進することが出来る。従って、ＥＧＲ管の腐食防止等によりもたらされるＥＧＲ装置の保守効果と、燃費向上による経済的効果との双方を獲得することが出来る。【００４２】
本発明に係る冷却システムの制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる期間における、前記内燃機関の暖機完了以前において、前記第１及び第２流路の各々に前記冷却水を循環させる（請求項５）。
【００４３】
この態様によれば、内燃機関の暖機完了以前に、第１流路と第２流路との双方を使用した冷却水の循環が開始される。即ち、内燃機関が完全に暖機状態に移行した段階においては、既にラジエータを含む第１流路による冷却水の冷却効果が得られており、内燃機関がオーバヒートする等といった、主として熱負荷による問題の発生を好適に防止することが出来る。【００４４】
尚、機関暖機が完了したか否かの判定は、先述したように各種の代替指標に基づいて多様な実践的態様の下に行われ得る。本態様における「暖機完了以前」とは、暖機完了に係る判断基準が存在することを前提として、係る判断基準が満たされる以前の時間領域を意味する。【００４５】
尚、第１及び第２流路の双方を使用した冷却水の循環制御は、第２流路の優先措置の枠内で行われてもよいし、第２流路の優先措置が解除された上で行われてもよい。【００４６】
尚、第１流路と第２流路とを使用した冷却水の循環に係る実践的態様は、無論多義的である。例えば、機関冷却流路の下流側に調整手段としての弁装置を介在させる場合、この弁装置の出力側ポートを複数として、一方をラジエータ側に、他方をＥＧＲクーラ側に対応させることが出来る。この場合、双方の弁を開弁すれば、機関→ラジエータの循環経路と、機関→ＥＧＲクーラの循環経路とが実現される。尚、このように、本発明に係る第１流路及び第２流路は、その一部において共通であってもよい。【００４７】
本発明に係る冷却システムの制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記制御手段は、前記第２流路に優先的に前記冷却水を循環させる期間において、前記第２流路における前記冷却水の循環量を、前記ＥＧＲ装置におけるＥＧＲ量に対応する制御要素に応じて制御する（請求項６）。
【００４８】
尚、「ＥＧＲ量に対応する制御要素」とは、ＥＧＲ量そのものを含み、ＥＧＲ弁開度、ＥＧＲ率等を好適に含む概念である。【００４９】
この態様によれば、第２流路における冷却水の循環量がＥＧＲ量に対応する制御要素に応じて可変とされる。冷却水の循環が制限される中で第２流路に冷却水を優先的に循環させることの最たる利得は、ＥＧＲクーラに特化した暖機効果を得ることであり、その目的とするところは、凝縮水の発生防止である。【００５０】
従って、凝縮水の発生源となるＥＧＲガスが相対的に多い程、ＥＧＲクーラ暖機の必要性は高くなり、ＥＧＲガスが相対的に少ない程、ＥＧＲクーラ暖機の必要性は低くなる。即ち、この態様によれば、第２流路における冷却水の循環量を最適化することが可能となり、内燃機関の暖機効果を最大限に得ることが出来る。【００５１】
尚、本態様の具体的制御例は一義的でないが、例えば、ＥＧＲ量の大小に応じて冷却水の循環量を夫々増減させる、或いは、ＥＧＲ弁開度の大小に応じて冷却水の循環量を夫々増減させる等の手法が採られてもよい。【００５２】
また、実践的にみて、ＥＧＲ量又はＥＧＲ率は、吸入空気量や吸排気系の圧力差等に影響を受けるため推定の域を出ないが、ＥＧＲ弁開度は、制御量として比較的正確に把握され得る。この点に鑑みると、制御手段の負荷を軽減する観点からは、本態様における制御要素としてＥＧＲ弁開度は好適なものの一つである。【００５３】
本発明に係る冷却システムの制御装置の他の態様では、前記被冷却体は前記内燃機関及び前記ＥＧＲ装置以外の補機を含み、前記流路部は、前記補機を冷却するための補機冷却流路を含み、前記調整手段は、前記内燃機関の機関トルクにより駆動される機械式ポンプ装置を含み、また前記補機冷却流路を含み且つ前記機関冷却流路及びＥＧＲ冷却流路を含まない第３流路における前記冷却水の循環量を更に調整可能であり、前記制御手段は、前記冷却水の循環が制限される期間において、前記第３流路に前記冷却水を循環させる（請求項７）。
【００５４】
本発明における調整手段の実践的態様は各種あり、例えば電動Ｗ／Ｐや機械式Ｗ／Ｐ等が好適に用いられ得る。【００５５】
ここで、機械式Ｗ／Ｐは電動Ｗ／Ｐと異なり、冷却水を循環させない状態ではかえって駆動負荷が大きくなる。機械式Ｗ／Ｐは、その駆動に内燃機関の機関トルクを流用するため、ポンプの駆動負荷が大きい程燃費が悪化し易い。【００５６】
従って、機械式Ｗ／Ｐにより冷却水を循環させる構成においては、絶えず最低限の循環量は許容されている方が望ましい。ところが、冷却水の循環は、内燃機関の暖機未完了期間においては暖機を阻害するため望ましくない。【００５７】
その点、この態様によれば、冷却水の循環が制限される期間、とりわけ第２流路に係る優先措置が行われる前の期間において、補機冷却流路を含み且つ機関冷却流路及びＥＧＲ冷却流路を含まない第３流路で冷却水を循環させることが出来る。従って、ポンプの駆動負荷を軽減し、内燃機関の燃費の悪化を抑制することが好適にして可能となる。【００５８】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。
【図２】図１のエンジンシステムにおけるエンジンの概略断面図である。
【図３】冷却装置の動作モードと冷却水温との関係を例示する図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る、冷却装置の動作モードと冷却水温との関係を例示する図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る、冷却装置の動作モードと冷却水温との関係を例示する他の図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。
【００６０】
＜発明の実施形態＞
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０のブロック図である。【００６１】
図１において、エンジンシステム１０は、図示せぬ車両に搭載されるシステムであり、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００、エンジン２００、ＥＧＲ装置３００、水温センサ４００及び冷却装置５００を備える。【００６２】
ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステム１０の動作全体を制御可能に構成された、本発明に係る「冷却システムの制御装置」の一例たるコンピュータ装置である。【００６３】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）である。ここで、図２を参照し、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２００の概略断面図である。尚、図２において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。【００６４】
図２において、エンジン２００は、金属製のシリンダブロック２０１Ａ内にシリンダ２０１が形成された構成を有する。【００６５】
このシリンダ２０１の内部に形成される燃焼室には、直噴インジェクタ２０２の燃料噴射弁の一部が露出しており、燃焼室に燃料の高圧噴霧を供給可能に構成されている。シリンダ２０１の内部にはピストン２０３が往復運動可能に設置されており、圧縮行程において燃料（軽油）と吸入空気との混合気が自着火することによって生じるピストン２０３の往復運動は、コネクティングロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換される構成となっている。【００６６】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転角を検出するクランクポジションセンサ２０６が設置されている。クランクポジションセンサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたクランク角は、一定又は不定の周期でＥＣＵ１００に供出される構成となっている。ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０６によって検出されたクランク角に基づいて、直噴インジェクタ２０２の燃料噴射時期等を制御する構成となっている。また、ＥＣＵ１００は、この検出されたクランク角を時間処理することによって、エンジン２００の機関回転速度ＮＥを算出可能に構成されている。【００６７】
エンジン２００において、外部から吸入された空気は吸気管２０７を通過し、絞り弁２０８及び吸気ポート２０９を順次介し、吸気バルブ２１０の開弁時にシリンダ２０１の内部に吸入される。【００６８】
シリンダ２０１内部で燃焼した混合気は排気となり吸気バルブ２１０の開閉に連動して開閉する排気バルブ２１１の開弁時に排気ポート２１２を介して排気管２１３に導かれる構成となっている。この排気ポート２１２及び排気ポート２１２と排気管２１３との間に介装された排気マニホールド（図示略）は、シリンダヘッド２０１Ｂに収容されている。【００６９】
一方、この排気管２１３には、金属材料で構成されたＥＧＲ管３２０の一端部が接続されている。このＥＧＲ管３２０の他端部は、絞り弁２０８下流側において吸気ポート２０９に連結されており、排気の一部は、ＥＧＲガスとして吸気系統に還流される構成となっている。【００７０】
ＥＧＲ管３２０には、ＥＧＲクーラ３１０が設けられている。ＥＧＲクーラ３１０は、ＥＧＲ管３２０に設けられた、ＥＧＲガスの冷却装置であり、冷却水が封入されたウォータジャケットが周囲に張り巡らされ、この冷却水との熱交換を行うことによってＥＧＲガスを冷却可能に構成されている。【００７１】
更に、ＥＧＲ管３２０における、このＥＧＲクーラ３１０の下流側には、ＥＧＲ弁３３０が設けられている。ＥＧＲ弁３３０は電磁駆動弁であり、ＥＣＵ１００を介してなされるソレノイドへの通電により弁開度が連続的に変化する構成となっている。ＥＧＲ管３１０を流れるＥＧＲガスの流量、即ち、ＥＧＲ量は、吸気管２０７と排気管２１３との差圧とこの弁開度とに応じて連続的に変化する。【００７２】
ＥＧＲ管３１０、ＥＧＲクーラ３２０及びＥＧＲ弁３３０は、エンジンシステム１０に備わるＥＧＲ装置３００を構成する。ＥＧＲ装置３００は、本発明に係る「ＥＧＲ装置」の一例である。【００７３】
尚、ＥＧＲ装置の構成は図示するもの以外にも各種のものが適用可能である。例えば、本実施形態に係るＥＧＲ装置３００は、燃焼直後の排気が還流される構成（即ち、ＨＰＬ（High Pressure Loop）ＥＧＲ）としたが、不図示のＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）等の排気浄化装置の下流側において排気が取り出される構成（即ち、ＬＰＬ（Low Pressure Loop）ＥＧＲ）であってもよい。【００７４】
図１に戻り、水温センサ４００は、冷却水であるＬＬＣ（Long Life Coolant）の温度たる冷却水温Ｔｃｌを検出可能に構成されたセンサである。水温センサ４００は、後述する冷却水の流路のうち、後述するＣＣＶ５１０の入力ポートに連結された流路ＣＣＶｉ１に設置されており、流路ＣＣＶｉ１における冷却水温Ｔｃｌを検出可能である。また、水温センサ４００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温Ｔｃｌは、ＥＣＵ１００が常時参照可能である。【００７５】
冷却装置５００は、流路内に封入された冷却水を、後述するＣＣＶ５１０の作用により適宜選択される流路内で循環供給することによって被冷却体たるエンジン２００及びＥＧＲ装置３００を冷却する、本発明に係る「冷却システム」の一例である。【００７６】
冷却装置５００は、ＣＣＶ５１０、電動ウォータポンプ（以下、適宜「電動Ｗ／Ｐ」と表記する）５２０、ラジエータ５３０、サーモスタット５４０及び図示実線で示された流路（ＣＣＶｉ１、ＣＣＶｏ１、ＣＣＶｏ２、ＷＰｉ及びＷＰｏ）を備える。【００７７】
流路ＣＣＶｉ１は、シリンダブロック２０１Ａ及びシリンダヘッド２０１Ｂを順次経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水流路であり、本発明に係る「機関冷却流路」の一例である。流路ＣＣＶｉ１は、ＣＣＶ５１０の入力ポートに接続されている。【００７８】
流路ＣＣＶｏ１は、ＣＣＶ５１０の第１出力ポートに接続された冷却水流路である。流路ＣＣＶｏ１は、サーモスタット５４０に接続されている。流路ＣＣＶｏ１は、本発明に係る「ラジエータ流路」の一例をなしている。【００７９】
流路ＣＣＶｏ２は、ＣＣＶ５１０の第２出力ポートに接続された冷却水流路である。流路ＣＣＶｏ２は、接続点Ｐ２において流路ＷＰｉに接続されている。また、流路ＣＣＶｏ２は、前述したＥＧＲクーラ３１０のウォータジャケットを含んでおり、本発明に係る「ＥＧＲ冷却流路」の一例をなしている。【００８０】
また、本実施形態において、ＥＧＲクーラ３１０を冷却するための流路はラジエータ５３０から切り離されて独立しており、流路ＣＣＶｏ２は、本発明に係る「迂回流路」の一例としても機能する構成となっている。【００８１】
流路ＷＰｉは、電動Ｗ／Ｐ５２０の入力側のポートに接続された冷却水流路である。【００８２】
流路ＷＰｏは、電動Ｗ／Ｐ５２０の出力側のポートに接続された冷却水流路である。流路ＷＰｏは、流路ＣＣＶｉ１（図ではシリンダブロック２０１Ａ側の入り口部分）に接続されている。【００８３】
ＣＣＶ５１０は、冷却水が循環される流路（言わば、アクティブな流路）を、冷却装置５００の後述する各動作モードに応じて切り替え可能な、電磁制御弁装置であり、本発明に係る「調整手段」の一例である。【００８４】
ＣＣＶ５１０は、冷却水の入力側インターフェイスである入力ポートが、上述した流路ＣＣＶｉ１に接続されており、二つある出力側インターフェイスとしての出力ポートのうち第１出力ポートが流路ＣＣＶｏ１に、第２出力ポートが流路ＣＣＶｏ２に夫々接続されている。【００８５】
ＣＣＶ５１０は、入力ポートを介して入力される冷却水を、各出力ポートに分配することが出来る。より具体的には、ＣＣＶ５１０は、励磁電流により電磁力を生じる公知のソレノイドと、当該励磁電流を付与する駆動装置と、各出力ポートに配設された、当該電磁力により弁開度が連続的に変化する弁とを有し、各弁について独立に開度を変化させることが出来る。【００８６】
弁開度は、各出力ポートの流路面積に比例しており、弁開度が１００（％）である場合が全開状態に、弁開度が０（％）である場合が全閉状態に夫々対応する。即ち、ＣＣＶ５１０は、冷却水の流路を選択する機能に加えて、選択された流路における冷却水の循環量（即ち、供給量）を実質的に自由に制御することが出来る。尚、上記駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＣＣＶ５１０の動作は実質的にＥＣＵ１００により制御される。【００８７】
電動Ｗ／Ｐ５２０は、公知の電気駆動型渦巻き式ポンプである。電動Ｗ／Ｐ５２０は、入力ポートを介して流路ＷＰｉから入力される冷却水を、不図示モータの回転力によって吸引し、モータ回転速度Ｎｗｐに応じた量の冷却水を、出力ポートを介して流路ＷＰｏに吐出可能に構成されている。従って、電動Ｗ／Ｐ５２０は、ＣＣＶ５１０により適宜選択される流路における冷却水の循環量を調整可能であり、電動Ｗ／Ｐ５２０もまた、本発明に係る「調整手段」の一例を構成する。【００８８】
このモータは、不図示の電力供給源（例えば、車載用１２Ｖバッテリ、或いは他のバッテリ）等から電力の供給を受ける構成となっており、その回転速度たるポンプ回転速度Ｎｗｐは、不図示のモータ駆動系を介して供給される制御電圧（又は制御電流）のデューティ比ＤＴＹに応じて増減制御される構成となっている。【００８９】
また、このモータ駆動系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された状態にあり、ＥＣＵ１００によって上述したデューティ比ＤＴＹを含む動作状態が制御される構成となっている。即ち、電動Ｗ／Ｐ５２０は、ＥＣＵ１００によってその動作状態が制御される構成となっている。【００９０】
ラジエータ５３０は、インレットパイプ及びアウトレットパイプに連通する複数のウォータパイプが配列してなると共に、当該ウォータパイプの外周に多数の波板状のフィンを備えた公知の冷却装置である。ラジエータ５３０は、インレットパイプから流入した冷却水を当該ウォータパイプに導くと共に、当該ウォータパイプを流れる過程において当該フィンを介した大気との熱交換により冷却水から熱を奪う構成となっている。熱を奪われることによって相対的に冷却された冷却水は、アウトレットパイプから排出される構成となっている。【００９１】
サーモスタット５４０は、予め設定された温度（例えば、摂氏８０度程度）において開弁するように構成された公知の温度調整弁である。サーモスタット５４０は、流路ＣＣＶｏ１に接続されているから、本実施形態において、流路ＣＣＶｏ１は、摂氏８０度程度の設定温度において開放される。尚、サーモスタット５４０は、ＣＣＶ５１０と共に本発明に係る「調整手段」の一例を構成する。【００９２】
このように、本実施形態に係る冷却装置５００においては、流路ＷＰｏ、ＷＰｉ及びＣＣＶｉ１及び流路ＣＣＶｏ１により、本発明に係る「第１流路」の一例たる第１流路が構成される。また、流路ＷＰｏ、ＷＰｉ、ＣＣＶｉ１及びＣＣＶｏ１により、本発明に係る「第２流路」の一例たる第２流路が構成される。即ち、本実施形態においては、第１及び第２流路相互間で流路ＷＰｉ、ＷＰｏ及びＣＣＶｉ１が共用されている。【００９３】
＜実施形態の動作＞
次に、実施形態の動作として、適宜図面を参照し、冷却装置５００の動作について説明する。冷却装置５００は、動作モードＭ１、Ｍ２及びＭ３の三種類の動作モードを備えており、選択される動作モードに応じて冷却水を循環させる流路が変化する構成となっている。この動作モードの選択は、本発明に係る「特定手段」、「制限手段」及び「制御手段」の一例として機能するＥＣＵ１００が、水温センサ４００により検出される冷却水温Ｔｃｌに基づいて実行する構成となっている。【００９４】
ここで、図３を参照し、冷却装置５００の動作モードと冷却水温Ｔｃｌとの関係について説明する。ここに、図３は、冷却水温Ｔｃｌと選択される動作モードとの関係を例示する図である。尚、図３において、縦軸が動作モードに、横軸が冷却水温Ｔｃｌに夫々対応している。【００９５】
図３において、冷却水温Ｔｃｌが予め設定された温度値ａ未満である場合、ＥＣＵ１００は、冷却装置５００の動作モードとして動作モードＭ１を選択する。【００９６】
動作モードＭ１は、ＣＣＶ５１０の二つの出力ポートが弁開度の制御により閉塞状態に維持されるモードである。動作モードＭ１では、ＣＣＶ５１０の出力ポートが閉塞状態となるため、冷却水は各流路に封入されたまま循環することなく滞留する。即ち、動作モードＭ１では、本発明に係る「冷却水の循環が制限される」状態の一例が実現される。尚、動作モードＭ１が選択された状態において、電動Ｗ／Ｐ５２０は停止状態に維持される。【００９７】
温度値ａは、予め実験的に、経験的に又は理論的に、冷間始動時の冷却水温Ｔｃｌよりも高温側で設定された温度である。従って、冷間始動時において、冷却装置５００の動作モードは、始動時点から暫時の期間について、動作モードＭ１に維持される。【００９８】
冷却水温Ｔｃｌが温度値ａに到達すると、ＥＣＵ１００は、ＣＣＶ５１０の第２出力ポート側の弁開度を徐々に増大させ、流路ＣＣＶｏ２の流路面積を徐々に増大させる。尚、この際、弁開度は、冷却水温Ｔｃｌに応じて連続的に可変とされる。この流路ＣＣＶｏ２の流路面積の拡大措置は、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｂ（ｂ＞ａ）となるまで継続される。【００９９】
一方、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｂに到達してから、温度値ｄ（ｄ＞ｂ）に達するまでの暫時の期間については、ＥＣＵ１００は、冷却装置５００の動作モードとして動作モードＭ２を選択する。動作モードＭ２は、流路ＣＣＶｏ１が閉塞状態に維持されたまま、流路ＣＣＶｏ２が最大流量を得られる全開状態に維持される。【０１００】
その結果、動作モードＭ２が選択された状態では、冷却水は、電動Ｗ／Ｐ５２０の作用により、流路ＷＰｏ→流路ＣＣＶｉ１→流路ＣＣＶｏ２→流路ＷＰｉを経由して循環することになる。即ち、冷却水が第２流路を循環することになる。【０１０１】
尚、温度値ａ以上ｂ未満の過渡的温度領域においても、冷却水の循環量が変化する点において異なるだけで、冷却水が第２流路を循環する点においては同様であり、冷却装置５００の動作モードは、広義において動作モードＭ２である。【０１０２】
このように、冷却水温Ｔｃｌが温度値ａ以上ｄ未満となる温度領域においては、少なくとも第２流路における冷却水の循環が第１流路におけるそれよりも優先される。即ち、本発明に係る制御手段の動作の一例が実現される。温度値ａ以上ｄ未満の温度領域は、先に述べた「第１温度領域」の一例である。【０１０３】
ここで、温度値ｂは、本発明に係る排気露点温度の一例であり、流路内のＥＧＲガスが過度に冷却されて凝縮水を生じる（尚、実際に生じるか否かとは必ずしも関係ない）温度値として設定されている。即ち、温度値ａ以上の温度領域においてＥＧＲクーラ３１０に冷却水を介して熱供与を行うことにより、ＥＧＲクーラ３１０周辺に滞留するＥＧＲガスの温度は、理想的には温度値ｂ以上の温度領域に維持される。更には、本実施形態では、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｂに到達する以前から動作モードＭ２が選択されるため、ＥＧＲガスの温度は、温度値ｂ以上の温度領域に迅速に移行する。従って、動作モードＭ２の選択により、ＥＧＲクーラ３１０付近における凝縮水の発生は的確に防止され、ＥＧＲ管３２０の腐食等を効果的に防止することが出来る。【０１０４】
また、第２流路は、ラジエータ５３０を介さない流路であり、言うなれば、冷却水が蓄えた熱を可及的に逃さないように維持する流路である。従って、ＥＧＲクーラ３１０への熱供与を行ったとしても、エンジン２００の暖機が大きく阻害される懸念はない。【０１０５】
また、ＥＣＵ１００は、第２流路に冷却水を循環させるか否か、またどの程度循環させるかを、第２流路における冷却水の循環により得られるＥＧＲクーラ３１０の暖機効果の大小に基づいて決定している。即ち、冷却水の循環が停止される温度値ａ未満の温度領域では、冷却水が蓄えている熱量が少ないため、第２流路を選択したとしてもＥＧＲクーラ３１０に対する大きな暖機効果は望めない。一方、冷却水温Ｔｃｌが排気露点温度よりも高温側の温度領域に到達すれば、流路ＣＣＶｏ２における冷却水温度が排気露点温度以下に低下する懸念は小さくなる。【０１０６】
ＥＣＵ１００がＣＣＶ５１０の動作状態を制御するにあたっての基準を与える温度値ａはこのような観点から決定されており、エンジン２００の暖機効果を可及的に維持しつつＥＧＲ装置３００の効果的な保守を図り得る点において実践上の利益が大である。【０１０７】
一方、冷却水温Ｔｃｌが、その上昇の過程において温度値ｄに到達すると、ＥＣＵ１００は、冷却装置５００の動作モードとして動作モードＭ３を選択する。動作モードＭ３では、ＣＣＶ５１０の二つの出力ポートに配設された弁が双方とも全開状態とされ、流路ＣＣＶｏ１及び流路ＣＣＶｏ２が、夫々その時点の最大流量を得られる状態とされる。即ち、流路ＣＣＶｏ２が流路ＣＣＶｏ１に対して有していた優先関係は実質的に消滅し、両流路が対等な関係となる。【０１０８】
その結果、動作モードＭ３が選択された状態では、冷却水は、電動Ｗ／Ｐ５２０の作用により、流路ＷＰｏ→流路ＣＣＶｉ１（エンジン２００）→流路ＣＣＶｏ２（ＥＧＲクーラ３１０）→流路ＷＰｉを経由する第２流路と、流路ＷＰｏ→流路ＣＣＶｉ１（エンジン２００）→流路ＣＣＶｏ１（ラジエータ５３０）→サーモスタット５４０→流路ＷＰｉを経由する第１流路とに循環する。【０１０９】
ここで、温度値ｄは、エンジン２００が暖機状態に移行したと判断し得る温度としての暖機温度値ｅ（例えば、摂氏８０度）よりも低温側の値に設定されており、より安全側の配慮がなされている。即ち、このように暖機温度値未満の温度領域においてラジエータ５３０による冷却作用をアクティブとすれば、暖機温度値以上の温度領域で動作モードＭ３が選択される場合と較べてエンジン２００がオーバヒートする可能性は著しく低下する。【０１１０】
尚、本実施形態では、動作モードＭ２における冷却水の循環量を、単に冷却水温Ｔｃｌのみを参照値として求めたが、第２流路において冷却水を循環させる目的がＥＧＲガスの凝縮防止にある点に鑑みると、冷却水の循環量は、ＥＧＲ装置３００のＥＧＲ量又はＥＧＲ率に応じて適宜補正されてもよい。より具体的には、ＥＧＲ量が多い程、又はＥＧＲ率が高い程、冷却水の循環量が多くなるように循環量の補正係数（例えば、最大値を１とする）を決定し、冷却水温Ｔｃｌに応じて得られる循環量に対して係る補正係数を乗じる構成が採用されてもよい。【０１１１】
このようにすれば、ＥＧＲクーラ３１０を不要に暖機する事態が防止され、エンジン２００の暖機をより好適に促進することが出来る。【０１１２】
尚、冷却水の循環量は、ＥＧＲ装置３００におけるＥＧＲ弁開度に応じて制御されてもよい。即ち、ＥＧＲ弁開度の大小に応じて冷却水の循環量を夫々二値的に、段階的に又は連続的に大小変化させてもよい。ＥＧＲ弁開度は、先に述べたように、その大小がＥＧＲ量の大小に夫々対応する制御量であり、本発明に係る「ＥＧＲ量に対応する制御要素」の一例として好適である。また、ＥＧＲ量やＥＧＲ率を推定する場合と較べると、ＥＧＲ弁開度は例えば開度センサ等により直接検出することが可能である分、高精度が期待でき、また制御上の負荷が小さくて済む。ＥＧＲクーラ３１０の不要な暖機を防止する目的に鑑みれば、ＥＧＲ量の大小と冷却水の循環量の大小とが大略的に対応していればよいこともあり、ＥＧＲ弁開度に応じて冷却水の循環量を制御するのもこの種の制御の好適な一形態となり得る。【０１１３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態として、冷却装置５００の動作モードの他の制御態様について、図４を参照して説明する。ここに、図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却水温Ｔｃｌと選択される動作モードとの関係を例示する図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。【０１１４】
図４において、冷却水温Ｔｃｌが温度値ａに達した時点で動作モードＭ１から動作モードＭ２への漸次変化が開始され、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｄに達した時点で動作モードＭ３が選択される点においては、第１実施形態に係る動作モードの選択態様と同じである。第２実施形態では、温度値ａから温度値ｄに至る時間領域において、冷却水の循環量を線形増加させる点において第１実施形態と異なっている。【０１１５】
図３と図４とを比較すれば明らかなように、温度値ａから温度値ｄに至る温度範囲内の一冷却水温における第２流路の冷却水循環量は、第２実施形態の方が第１実施形態よりも少ない。即ち、第２実施形態では、第１実施形態と較べてエンジン２００の暖機により重点が置かれている。従って、第２実施形態によれば、シリンダボアの暖機によるピストンのフリクションロスの低減や、潤滑油温の早期上昇に伴うフリクションロスの低減を促進することができ、エンジン２００の燃料消費を効果的に節減することが出来る。【０１１６】
一方で、ＥＧＲクーラ３１０の暖機効果を見ても、排気露点温度を挟む所定の温度領域において第２流路に優先的に冷却水を循環させる基本構成に変化はなく、何らの対策も講じられぬ場合と較べれば、本実施形態においても凝縮水の発生を実践上問題ないレベルで抑制することが出来る。【０１１７】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態として、冷却装置５００の動作モードの他の制御態様について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、本発明の第３実施形態に係る冷却水温Ｔｃｌと選択される動作モードとの関係を例示する図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。【０１１８】
図５において、冷却水温Ｔｃｌが温度値ａに達した時点で動作モードＭ１から動作モードＭ２への漸次変化が開始され、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｂに達した時点で第２流路の冷却水循環量が最大とされる点においては、第１実施形態に係る動作モードの選択態様と同じである。第３実施形態では、温度値ｂ到達以降の動作モードの選択態様が第１実施形態と異なっている。【０１１９】
即ち、第１実施形態では、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｂに到達してから温度値ｄに到達するまでの期間について動作モードＭ２が継続的に選択されるが、第３実施形態においては、温度値ｃ（ｂ＜ｃ＜ｄ）に到達するまでの期間に短縮される。冷却水温Ｔｃｌが温度値ｃに到達すると、ＥＣＵ１００は、冷却装置５００の動作モードを再度動作モードＭ１に戻し、冷却水温Ｔｃｌが温度値ｄに達すると、動作モードを動作モードＭ１から一足飛びに動作モードＭ３に切り替える。即ち、このような流路切り替えは、本発明に係る「第２流路に優先的に冷却水を循環させる期間において、第２流路における冷却水の循環量を増大させ、且つ増大後に減少させる」旨の制御手段の動作の一例である。【０１２０】
第３実施形態に係るこのような動作モードの選択態様によれば、冷却水温Ｔｃｌが温度値ａ〜温度値ｃにある間の冷却水の循環量が第２実施形態と較べてより多く確保される。一方で、冷却水温Ｔｃｌが、ＥＧＲクーラ３１０を暖機させるのに十分な熱量が確保されたと判断され得る温度値ｃに到達した時点で、動作モードが動作モードＭ１に戻されるため、本実施形態においても、第２実施形態と同様に、シリンダボアの暖機促進によるフリクションロスの低減及び潤滑油温の上昇によるフリクションロスの低減といった効果を得ることが出来る。【０１２１】
ここで特に、第３実施形態によれば、ＥＧＲクーラ３１０の暖機効果を担保しつつ、動作モードＭ１が選択される期間を第１及び第２実施形態よりも長くとることが出来る。従って、ＥＣＵ１００の制御負荷が上昇する反面、エンジン２００を最も効率良く暖機することが出来る。【０１２２】
尚、本実施形態においては、「第２流路における冷却水の循環量を増大させる」旨の制御手段の動作例として、動作モードＭ２に従って第２流路における冷却水の循環量がその時点の最大値相当まで増量される。また、「増大後に減少させる」旨の制御手段の動作例として、動作モードＭ１に従って、第２流路における冷却水の循環が禁止される。しかしながら、これは一例である。【０１２３】
即ち、第２流路に冷却水を優先的に循環させる期間において、循環量を増大後に減少させることによる効能は、先に述べたようにＥＧＲ装置の暖機作用を担保した上でエンジン暖機を可及的に促進する点にある。係る点が踏襲される限りにおいて、動作モードＭ２における第２流路の冷却水の循環量は、必ずしも最大値でなくともよいし、また動作モードＭ１における第２流路の冷却水の循環は、必ずしも禁止されずともよい。この際、このような趣旨に基づいた他の動作モードが別途設定されていても同様の効果を得ることが出来る。【０１２４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、エンジン２００の始動時におけるＥＧＲクーラ３１０付近での凝縮水の発生を防止し得る冷却装置の物理構成が、第１乃至第３実施形態に例示された構成に限定されない旨が明らかとされる。【０１２５】
ここで、図６を参照して、本発明の第４実施形態に係るエンジンシステム２０について説明する。ここに、図６は、エンジンシステム２０のブロック図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明及び図示を適宜省略することとする。【０１２６】
エンジンシステム２０は、主として、冷却装置５００に代えて冷却装置７００を備える点と、他の補機類６００を備える点とにおいてエンジンシステム１０と異なっている。【０１２７】
他の補機類６００は、車両においてエンジン２００及びＥＧＲ装置３００以外で冷却水による冷却を必要とする機能装置の総体である。他の補機類６００は、例えば、モータやアクチュエータ等の駆動装置やバッテリ等の電源等を含み得る。【０１２８】
冷却装置７００は、ＣＣＶ５１０に代えてＣＣＶ７１０を備える点において、冷却装置５００と異なっている。また、冷却装置５００が冷却装置７００に変更されたことに伴い、流路構成も変化している。より具体的には、冷却装置７００は、冷却水の流路として、流路ＣＣＶｉ、ＣＣＶｏ３、ＣＣＶｏ４、ＣＣＶｏ５、ＥＧＲｏ、ＲＧ、ＢＰ及びＷＰｉを備える。【０１２９】
流路ＣＣＶｉは、電動Ｗ／Ｐ５２０の出力ポート及びＣＣＶ７１０の入力ポートに接続された冷却水流路である。【０１３０】
流路ＣＣＶｏ３は、ＣＣＶ７１０の第１出力ポートに接続された、シリンダヘッド２０１Ｂを経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水流路であり、本発明に係る「機関冷却流路」の他の一例である。【０１３１】
流路ＣＣＶｏ４は、ＣＣＶ７１０の第２出力ポートに接続された、シリンダブロック２０１Ａを経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水流路であり、本発明に係る「機関冷却流路」の他の一例である。流路ＣＣＶｏ４は、シリンダブロック２０１Ａの下流側において流路ＣＣＶｏ３（図では、シリンダヘッド２０１Ｂのウォータジャケット）に接続されている。【０１３２】
流路ＣＣＶｏ５は、ＣＣＶ７１０の第３出力ポートに接続された、他の補機類６００に接続された冷却水の流路であり、本発明に係る「補機冷却流路」の一例である。尚、他の補機類６００は、エンジン２００及びＥＧＲ装置３００以外の、冷却水による冷却を必要とする補機装置である。例えば、他の補機類６００は、エンジン２００の排気経路に設置されたＤＰＦや、各種電気駆動装置やコンピュータシステム等を含む。流路ＣＣＶｏ５は、接続点Ｐ５において流路ＷＰｉに接続されている。【０１３３】
流路ＥＧＲｏは、ＥＧＲクーラ３１０を経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水流路であり、本発明に係る「ＥＧＲ冷却流路」の他の一例である。流路ＥＧＲｏと上述した流路ＣＣＶｏ３とは、接続点Ｐ３において接続されている。尚、本実施形態において、水温センサ４００は、係る接続点Ｐ３において冷却水温Ｔｃｌを検出する構成となっている。また、流路ＥＧＲｏは、接続点Ｐ３とは異なる端部において、サーモスタット５４０に接続されている。【０１３４】
流路ＲＧは、サーモスタット５４０と、流路ＷＰｉとに接続された冷却水流路である。流路ＲＧは、本発明に係る「ラジエータ流路」の他の一例をなしている。また流路ＲＧは、接続点Ｐ４において、流路ＷＰｉに接続されている。尚、流路ＷＰｉは、従前の実施形態と同様である。【０１３５】
流路ＢＰは、サーモスタット５４０と、流路ＷＰｉとに接続された冷却水流路である。流路ＲＧは、本発明に係る「迂回流路」の他の一例である。【０１３６】
冷却装置７００が冷却装置５００と大きく異なる点は、本発明に係る「調整手段」の一例としてのＣＣＶ７１０が、冷却水の循環経路上、エンジン２００よりも上流側に位置する点である。【０１３７】
ＣＣＶ７１０は、冷却水の入力側インターフェイスである入力ポートが、上述した流路ＣＣＶｉに接続されており、三つある出力側インターフェイスとしての出力ポートのうち第１出力ポートが流路ＣＣＶｏ３に、第２出力ポートが流路ＣＣＶｏ４に、第３出力ポートが流路ＣＣＶｏ５に夫々接続されている。【０１３８】
ＣＣＶ７１０は、入力ポートを介して入力される冷却水を、各出力ポートに分配することが出来る。より具体的には、ＣＣＶ７１０は、励磁電流により電磁力を生じる公知のソレノイドと、当該励磁電流を付与する駆動装置と、各出力ポートに配設された、当該電磁力により弁開度が連続的に変化する弁とを有し、各弁について独立に開度を変化させることが出来る。【０１３９】
弁開度は、各出力ポートの流路面積に比例しており、弁開度が１００（％）である場合が全開状態に、弁開度が０（％）である場合が全閉状態に夫々対応する。即ち、ＣＣＶ７１０は、冷却水の流路を選択する機能に加えて、選択された流路における冷却水の循環量（即ち、供給量）を実質的に自由に制御することが出来る。尚、上記駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＣＣＶ７１０の動作は実質的にＥＣＵ１００により制御される。【０１４０】
本実施形態における冷却装置の動作モードの選択態様は、基本的に第１乃至第３実施形態と同様のものを適用することが出来る。但し、本発明に係る「第２流路」に相当する流路の構成が、これら従前の実施形態と異なっている。【０１４１】
より具体的には、ＥＣＵ１００は、冷却装置７００の動作モードとして動作モードＭ２を選択するにあたり、各出力ポートに配設された弁の開度制御により、流路ＣＣＶｏ４及び流路ＣＣＶｏ５を閉塞させる。即ち、冷却水は、流路ＣＣＶｏ３のみに導かれる。【０１４２】
一方、流路ＣＣＶｏ３に冷却水が導かれると、冷却水の流路は自動的に流路ＣＣＶｏ３→流路ＥＧＲｏ→流路ＢＰ又は流路ＲＧ→流路ＷＰｉ→流路ＣＣＶｉとなり、本発明に係る「第２流路」の一例が実現される。尚、この場合、ラジエータ５３０を迂回する旨の本発明に係る「第２流路」の構成は、サーモスタット５４０により実現される。但し、上述したように、サーモスタット５４０が冷却水を流路ＲＧへ導く設定温度は、エンジン２００の暖機温度（先の実施形態に倣えば、温度値ｅ）に匹敵する温度であり、動作モードＭ２が選択される温度領域においては、冷却水は問題なくラジエータ５３０を迂回する。【０１４３】
本実施形態によれば、ＣＣＶ７１０の作用により、シリンダヘッド２０１Ｂを冷却する流路とシリンダブロック２０１Ａを冷却する流路とを独立した構成とすることが出来る。従って、動作モードＭ２が選択された状態においては、シリンダブロック２０１Ａよりも温度条件が厳しいシリンダヘッド２０１Ｂから効果的に熱を奪いＥＧＲクーラ３１０へ供与しつつ、シリンダブロック２０１Ａの暖機を十分に促進することが出来る。即ち、第１乃至第３実施形態に係る冷却装置５００の構成と較べて、ＥＧＲクーラ３１０の暖機効果もエンジン２００の暖機効果もより向上させ得る。【０１４４】
尚、本実施形態においては他の補機類６００が備わる。この他の補機類６００は、エンジン２００と異なり、早期の暖機を必ずしも必要としない。冷却装置が、冷却水の循環装置として電動Ｗ／Ｐ５２０の代わりにエンジン２００の機関トルクにより駆動される機械式ウォータポンプ（以下、適宜「機械式Ｗ／Ｐ」と表現する）を備える構成においては、この点を利用した実践上有益な制御が実現され得る。【０１４５】
例えば、機械式Ｗ／Ｐを備える場合、冷却水温Ｔｃｌが温度値ａ未満となる温度領域において、ＣＣＶ７１０の弁制御により流路ＣＣＶｏ５のみを選択し、他の補機類６００のみに冷却水を循環させてもよい。機械式Ｗ／Ｐは、エンジン２００の稼動期間においては、エンジン２００の出力トルクに応じて稼動するので、冷却水の流路が全て閉塞している状態（例えば、動作モードＭ１に相当する状態）では、かえってその駆動負荷が大きくなる。【０１４６】
この場合、始動時の暖機とは無関係な他の補機類６００を言わば冷却水のリリーフ流路として利用することによって、機械式Ｗ／Ｐの駆動負荷を軽減することが可能となる。機械式Ｗ／Ｐにおけるこのような駆動負荷の軽減作用は、エンジン２００の燃料消費の節減に顕著に効果的である。【０１４７】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、エンジン２００の始動時におけるＥＧＲクーラ３１０付近での凝縮水の発生を防止し得る冷却装置の物理構成が、第１乃至第４実施形態に例示された構成に限定されない旨が明らかとされる。【０１４８】
ここで、図７を参照して、本発明の第５実施形態に係るエンジンシステム３０について説明する。ここに、図７は、エンジンシステム３０のブロック図である。尚、同図において、図６と重複する箇所には、同一の符号を付してその説明及び図示を適宜省略することとする
エンジンシステム３０は、主として、冷却装置７００に代えて冷却装置８００を備える点において第４実施形態に係るエンジンシステム２０と異なっている。また、冷却装置８００は、ＣＣＶ７１０に代えてＣＣＶ８１０を備える点において、冷却装置７００と異なっている。また、冷却装置７００が冷却装置８００に変更されたことに伴い、流路構成も変化している。【０１４９】
より具体的には、冷却装置８００は、流路ＣＣＶｉ１、ＣＣＶｉ２、ＣＣＶｏ５、ＣＣＶｏ６、ＥＧＲｏ、ＲＧ、ＢＰ、ＷＰｉ及びＷＰｏを備える。【０１５０】
流路ＣＣＶｉ１は、ＣＣＶ８１０の第１入力ポートに接続された、シリンダヘッド２０１Ｂを経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水流路であり、本発明に係る「機関冷却流路」の他の一例である。【０１５１】
流路ＣＣＶｉ２は、ＣＣＶ８１０の第２入力ポートに接続された、シリンダブロック２０１Ａを経由する不図示のウォータジャケットを含む冷却水流路であり、本発明に係る「機関冷却流路」の他の一例である。流路ＣＣＶｉ２は、シリンダブロック２０１Ａの下流側において流路ＣＣＶｉ１（図では、シリンダヘッド２０１Ｂのウォータジャケット）に接続されている。【０１５２】
流路ＣＣＶｏ５は、ＣＣＶ８１０の第２出力ポートに接続された、他の補機類６００に接続された冷却水の流路であり、本発明に係る「補機冷却流路」の一例である。【０１５３】
流路ＣＣＶｏ６は、ＣＣＶ８１０の第１出力ポートに接続された冷却水流路である。流路ＣＣＣＶｏ６は、ＥＧＲクーラ３１０の上流側における接続点Ｐ６において、流路ＥＧＲｏと接続されている。流路ＣＣＶｏ６は、流路ＥＧＲｏと共に、本発明に係る「ＥＧＲ冷却流路」の他の一例を構成している。尚、水温センサ４００は、この接続点Ｐ６において冷却水温Ｔｃｌを検出する構成となっている。【０１５４】
一方、電動Ｗ／Ｐ５２０の出力ポートには流路ＷＰｏが接続されており、接続点Ｐ７において、流路ＣＣＶｉ１及び流路ＣＣＶｉ２に分岐している。【０１５５】
冷却装置８００が冷却装置７００と大きく異なる点は、本発明に係る「調整手段」の一例としてのＣＣＶ８１０が、冷却水の循環経路上、エンジン２００よりも下流側に位置する点である。【０１５６】
ＣＣＶ８１０は、冷却水の入力側インターフェイスである二つの入力ポートが、上述した流路ＣＣＶｉ１及びＣＣＶｉ２に接続されており、二つある出力側インターフェイスとしての出力ポートのうち第１出力ポートが流路ＣＣＶｏ６に、第２出力ポートが流路ＣＣＶｏ５に、夫々接続されている。【０１５７】
ＣＣＶ８１０は、入力ポートを介して入力される冷却水を、各出力ポートに分配することが出来る。より具体的には、ＣＣＶ８１０は、励磁電流により電磁力を生じる公知のソレノイドと、当該励磁電流を付与する駆動装置と、各出力ポートに配設された、当該電磁力により弁開度が連続的に変化する弁とを有し、各弁について独立に開度を変化させることが出来る。【０１５８】
弁開度は、各出力ポートの流路面積に比例しており、弁開度が１００（％）である場合が全開状態に、弁開度が０（％）である場合が全閉状態に夫々対応する。即ち、ＣＣＶ８１０は、冷却水の流路を選択する機能に加えて、選択された流路における冷却水の循環量（即ち、供給量）を実質的に自由に制御することが出来る。尚、上記駆動装置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＣＣＶ８１０の動作は実質的にＥＣＵ１００により制御される。【０１５９】
本実施形態における冷却装置の動作モードの選択態様は、基本的に第１乃至第３実施形態と同様のものを適用することが出来る。但し、本発明に係る「第２流路」に相当する流路の構成が、これら従前の実施形態と異なっている。【０１６０】
より具体的には、ＥＣＵ１００は、冷却装置８００の動作モードとして動作モードＭ２を選択するにあたり、各出力ポートに配設された弁の開度制御により、流路ＣＣＶｉ２及び流路ＣＣＶｏ５を閉塞させる。即ち、冷却水は、流路ＣＣＶｉ１から入力され、流路ＣＣＶｏ６に導かれる。【０１６１】
一方、このように冷却水が導かれると、冷却水の流路は流路ＣＣＶｏ６→流路ＥＧＲｏ→流路ＢＰ又は流路ＲＧ→流路ＷＰｉ→流路ＣＣＶｉ１となり、本発明に係る「第２流路」の一例が実現される。尚、この場合、ラジエータ５３０を迂回する旨の本発明に係る「第２流路」の構成は、サーモスタット５４０により実現される。但し、上述したように、サーモスタット５４０が冷却水を流路ＲＧへ導く設定温度は、エンジン２００の暖機温度（先の実施形態に倣えば、温度値ｅ）に匹敵する温度であり、動作モードＭ２が選択される温度領域においては、冷却水は問題なくラジエータ５３０を迂回する。【０１６２】
本実施形態によれば、第４実施形態と同様に、ＣＣＶ８１０の作用により、シリンダヘッド２０１Ｂを冷却する流路とシリンダブロック２０１Ａを冷却する流路とを独立した構成とすることが出来る。従って、動作モードＭ２が選択された状態においては、シリンダブロック２０１Ａよりも温度条件が厳しいシリンダヘッド２０１Ｂから効果的に熱を奪いＥＧＲクーラ３１０へ供与しつつ、シリンダブロック２０１Ａの暖機を十分に促進することが出来る。即ち、第１乃至第３実施形態に係る冷却装置５００の構成と較べて、ＥＧＲクーラ３１０の暖機効果もエンジン２００の暖機効果もより向上させ得る。【０１６３】
このように、本発明に係る「調整手段」としてのＣＣＶは、エンジン２００に対して上流側に位置しても、下流側に位置してもよく、また入力ポート側に弁が配設されることにより入力側で流路選択を実現してもよいし、出力ポート側に弁が配設されることにより出力側で流路選択を実現してもよい。【０１６４】
尚、上記第１乃至第５実施形態においては、一貫して水温センサ４００による冷却水温Ｔｃｌの検出値が利用されているが、エンジン始動時において冷却水を循環させない実施形態においては特に、冷却水温の偏りが懸念される。【０１６５】
その点に鑑みれば、センサによる実測に代えて或いは加えて、エンジン２００の動作条件に基づいた冷却水温Ｔｃｌの推定がなされてもよい。冷却水温を推定するにあたっては、例えばエンジン２００の燃料噴射量に基づいた発熱量の推定結果と、エンジン各部からの放熱量の推定結果とを参照してもよい。このような冷却水温の推定手法としては公知の各種手法を適用可能であることは言うまでもない。【０１６６】
また、水温センサ４００による冷却水温Ｔｃｌの検出結果を利用する構成においては逆に、エンジン始動時点以降、本発明に係る「冷却水の循環を制限する」旨の制限手段の動作の概念の範囲内において、少量の冷却水の循環を許可し、冷却水温Ｔｃｌの均一化を図ってもよい。【０１６７】
また、上記第１乃至第５実施形態においては、一貫して電動Ｗ／Ｐ５２０により冷却水が循環供給されているが、冷却水の循環供給は、電動Ｗ／Ｐに替えて機械式Ｗ／Ｐにより実現されてもよい。【０１６８】
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う冷却システムの制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
本発明は、エンジンとＥＧＲ装置を備えたシステムにおける冷却装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
１０…エンジンシステム、２０…エンジンシステム（第４実施形態）、３０…エンジンシステム（第５実施形態）、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３１０…ＥＧＲクーラ、５００…冷却装置、５１０…ＣＣＶ、５２０…電動Ｗ／Ｐ、５３０…ラジエータ、６００…他の補機類、７００…冷却装置（第４実施形態）、８００…冷却装置（第５実施形態）。
【図１】
0005880576.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005880576.tif 000005
【図５】
0005880576.tif 000006
【図６】
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【図７】
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