(57)【要約】【課題】冷却水循環経路の冷却水流れが遮断されるような流量調整手段の故障を検出することでエンジンのオーバーヒートを防止すること。【解決手段】冷却装置１０は、エンジン１の冷却水循環経路１１，１２と、循環経路１１，１２におけるラジエータ１３と、ラジエータ１３の冷却水流量を調整する流量制御弁１６とを備える。エンジンシステムには、エンジン１への加熱抑止機能を有する燃料噴射弁５１、電子スロットル５３及びブロワ５５が設けられる。電子制御装置３０は、エンジン出口水温が１００℃以上で、かつ、ラジエータ出口水温が８０℃以下であるとき、冷却水循環経路１１，１２の冷却水流れを最大にするために流量制御弁１６を全開とし、その後にエンジン出口水温が低下しないときは、エンジン１への加熱抑止のために燃料噴射弁５１の噴射量を増量し、電子スロットル５３を全閉とし、ブロワ５５を最大駆動させる。【選択図】        図１
2006105105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの冷却水が循環する冷却水循環経路と、前記冷却水循環経路に設けられるラジエータと、前記ラジエータを通過する冷却水流量を調整するための流量調整手段とを備え、前記エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように前記流量調整手段を制御するようにしたエンジンの冷却装置であって、
前記エンジンへの加熱を抑止するための加熱抑止手段と、
前記冷却水が前記エンジンを通過した後のエンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、前記冷却水が前記ラジエータを通過した後のラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、前記冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために前記流量調整手段を制御し、その後に前記エンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、前記エンジンへの加熱を抑止するために前記加熱抑止手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記加熱抑止手段は、前記エンジンに燃料を供給する燃料供給装置を含み、前記制御手段は、前記燃料供給装置による燃料供給量を増加することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
前記加熱抑止手段は、前記冷却水循環経路に風を送る送風機を含み、前記制御手段は、前記冷却水を冷やすために前記送風機を最大限に駆動することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項４】
前記加熱抑止手段は、前記エンジンの吸気を調整する電子スロットルを含み、前記制御手段は、前記エンジンの出力を低減するために前記電子スロットルを閉じることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【請求項５】
前記加熱抑止手段は、前記エンジンに供給される燃料を点火する点火装置を含み、前記制御手段は、前記エンジンの出力を低減するために前記点火装置による点火時期を制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ラジエータを含む冷却水循環経路を通じて冷却水を循環させることによりエンジンを冷却する冷却装置であって、ラジエータを通過する冷却水流量を流量調整手段により調整することにより冷却水温度を目標冷却水温度に制御するようにしたエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両等には、エンジンの冷却装置が搭載される。この種の冷却装置として、例えば、下記の特許文献１に記載される水冷式の冷却装置がある。この冷却装置は、エンジンブロックの孔に流れる冷却水がエンジンに供給される。冷却水は、パイプを介してクーラ（ラジエータ）へ流れる。ラジエータは、走行風と冷却ファンにより冷却される。ラジエータで冷却された冷却水は、パイプを介してエンジンへ戻される。上記したパイプ等で構成される冷却水循環経路の間には、短絡パイプが別途もうけられる。この短絡パイプを介して、冷却水をラジエータを通さずに直接エンジンへ戻すことができる。短絡パイプが、ラジエータにつながるパイプに連通する領域には、混合弁が設けられる。混合弁は、制御装置により調節され、これによってラジエータを流れる冷却水が多くなったり、少なくなったりする。このように冷却水流量を調節することにより、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように制御するようになっている。
【０００３】
加えて、この冷却装置は、混合弁につき開弁状態での故障が診断される。診断時には、混合弁の混合弁の導線の短絡などが検出されるが、混合弁の機能が正常であることが検出される場合は、冷却を意図的に遮断する、すなわち混合弁を強制的に閉弁させることにより、エンジンの温度を上昇させることができる。このように冷却を遮断した場合に、顕著な温度上昇が発生しないときには、混合弁が開弁状態で故障していると考えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特許３３４５４３５号公報（第３−５頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２８６８４３号公報（第２，５頁、図２，４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した特許文献１には、混合弁が開弁状態で故障しているときの診断については記載されているものの、混合弁が閉弁状態で故障しているときの診断については何も記載されていない。このため、混合弁が閉弁状態で故障していた場合、例えば、弁体が閉じた状態で固着したり、弁体が閉じた状態でモータが断線したりしていた場合、故障時にはエンジンに冷却水が流れず、エンジンにオーバーヒートの懸念が避けられない。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、冷却水循環経路における冷却水の流れを調整する流量調整手段につき、冷却水流れが遮断された状態での流量調整手段の故障を検出することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することを可能としたエンジンの冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの冷却水が循環する冷却水循環経路と、冷却水循環経路に設けられるラジエータと、ラジエータを通過する冷却水流量を調整するための流量調整手段とを備え、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように流量調整手段を制御するようにしたエンジンの冷却装置であって、エンジンへの加熱を抑止するための加熱抑止手段と、冷却水がエンジンを通過した後のエンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、冷却水がラジエータを通過した後のラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段を制御し、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、エンジンへの加熱を抑止するために加熱抑止手段を制御する制御手段とを備えたことを趣旨とする。
【０００８】
上記発明の構成によれば、エンジンの冷却水は、冷却水循環経路を循環する間にラジエータを通過し、そのラジエータを通過する冷却水流量は流量調整手段により調整される。そして、エンジンの冷却水温度が目標冷却水温度となるように流量調整手段が制御されることにより、エンジンの冷却度合いが制御される。
ここで、流量調整手段が冷却水流れを遮断する状態で故障した場合、冷却水循環経路を介してエンジンに冷却水が流れず、エンジンが冷却されなくなり、エンジンにオーバーヒートの懸念がある。このとき、エンジン通過後冷却水温度は高くなり、ラジエータ通過後冷却水温度は低くなる。この発明では、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、加熱抑止手段が制御手段により制御される。従って、冷却水流れを最大にするために流量調整手段を制御したにもかかわらず、エンジン通過後冷却水温度が低下しないときは、実際には冷却水循環経路を冷却水が流れておらず、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断することができ、このときにエンジンへの加熱が抑止される。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置を含み、制御手段は、燃料供給装置による燃料供給量を増加することを趣旨とする。
【００１０】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、燃料供給装置による燃料供給量が増加される。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときに、燃料増量により燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、冷却水循環経路に風を送る送風機を含み、制御手段は、冷却水を冷やすために送風機を最大限に駆動することを趣旨とする。
【００１２】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、冷却水を冷やすために送風機が最大限に駆動される。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときには、冷却水温度の上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、エンジンの吸気を調整する電子スロットルを含み、制御手段は、エンジンの出力を低減するために電子スロットルを閉じることを趣旨とする。
【００１４】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、エンジンの出力を低減するために電子スロットルが閉じられる。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときには、エンジンにおける燃焼が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、加熱抑止手段は、エンジンに供給される燃料を点火する点火装置を含み、制御手段は、エンジンの出力を低減するために点火装置による点火時期を制御することを趣旨とする。ここで、点火時期の制御として、点火時期の進角を抑制したり、遅角したりすることが考えられる。
【００１６】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジン通過後冷却水温度が所定の基準温度以上であり、かつ、ラジエータ通過後冷却水温度が所定の基準温度以下であるとき、冷却水循環経路における冷却水流れを最大にするために流量調整手段が制御手段により制御され、その後にエンジン通過後冷却水温度が低下しないとき、エンジンの出力を低減するために点火装置による点火時期が制御される。従って、流量調整手段が冷却水流れを遮断した状態で故障していると判断できるときには、例えば、点火時期を遅角することにより燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、冷却水循環経路における冷却水流れを調整する流量調整手段につき、冷却水流れが遮断された状態での流量調整手段の故障を検出することができ、これによってエンジンのオーバーヒートを防止することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、燃料供給装置を制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、送風機を制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、電子スロットルを制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、点火装置を制御することにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明におけるエンジンの冷却装置を具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１に、この実施形態におけるエンジンシステムを概略構成図により示す。車両に搭載された多気筒のエンジン１は、シリンダブロック及びシリンダヘッド等からなるエンジン本体２を備える。エンジン本体２には、各気筒（シリンダ）の燃焼室に対応して燃料噴射弁５１及び点火装置（図示略）が設けられる。各燃料噴射弁５１は、デリバリパイプ５２に設けられる。デリバリパイプ５２には、燃料ライン（図示略）を通じて燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。各燃料噴射弁５１、デリバリパイプ５２、燃料ライン及び燃料タンク等により本発明の燃料供給装置が構成される。この燃料供給装置は、本発明の加熱抑止手段に相当する。周知のように、燃料噴射弁５１は電磁弁より構成され、通電により開弁して燃料を噴射する。各燃焼室に対する燃料供給量（燃料噴射量）は、各燃料噴射弁５１により調整可能である。この燃料噴射量の調整により、エンジン１の出力が調整可能であり、エンジン本体２への加熱を抑止可能である。また、エンジン本体２には、各気筒毎にピストン（図示略）が設けられ、各ピストンに連動するクランクシャフト３が設けられる。エンジン本体２には、各燃焼室に空気を取り込むために吸気通路４が設けられる。また、エンジン本体２には、各燃焼室から排気ガスを排出するために排気通路５が設けられる。吸気通路４には、エアクリーナ６及びスロットルボディ７が設けられる。エアクリーナ６は、吸気通路４を通じて各燃焼室に取り込まれる空気を清浄化する。スロットルボディ７には、吸気通路４を流れる空気量（吸気量）を調節するために開閉されるスロットルバルブ８と、そのバルブ８を開閉駆動するためのモータ９が設けられる。これらスロットルボディ７、スロットルバルブ８及びモータ９により本発明の電子スロットル５３が構成される。電子スロットル５３は、通電によりモータ９が駆動することによりスロットルバルブ８が開閉する。このスロットルバルブ８の開閉により、各燃焼室への吸気が調整可能である。この吸気調整により、エンジン１の出力が調整可能であり、エンジン本体２への加熱を抑止可能である。この電子スロットル５３は、本発明の加熱抑止手段に相当する。
【００２４】
エンジン本体２の各燃焼室には、各燃料噴射弁５１から噴射される燃料が供給される。各燃焼室では、点火装置が作動することにより、燃料と空気との可燃混合気が爆発・燃焼する。この燃焼エネルギーを受けてピストンが動作することにより、クランクシャフト３が回転してエンジン１に動力が発生する。各燃焼室で生じた燃焼後の排気ガスは、排気通路５を通じて外部へ排出される。エンジン１で発生した燃焼エネルギーの一部は熱としてエンジン本体２に残留する。この残留熱によりエンジン本体２が過熱状態となるのを防止するために、エンジン１には、水冷式の冷却装置１０が設けられる。
【００２５】
この冷却装置１０は、エンジン本体２に設けられるウォータジャケット１１を含む。ウォータジャケット１１の入口１１ａ及び出口１１ｂは、ラジエータ通路１２を介してラジエータ１３に接続される。ウォータジャケット１１の入口１１ａの近傍には、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）１４が設けられる。ウォータポンプ１４は、プーリ及びベルト等を介してクランクシャフト３に駆動連結され、エンジン１の運転に連動して作動する。ウォータポンプ１４は、ラジエータ通路１２を流れる冷却水を吸引してウォータジャケット１１へ吐出する。この冷却水の吸引・吐出により、冷却水がウォータポンプ１４を起点として、ラジエータ通路１２を図１に矢印で示す時計方向に循環する。この循環中に、冷却水は、ウォータジャケット１１を通過する過程で、エンジン本体２から熱を吸収して昇温する。昇温した冷却水は、ラジエータ１３を通過する過程で熱を放出して温度を下げる。
【００２６】
ラジエータ通路１２には、ラジエータ１３を迂回するバイパス通路１５が接続される。バイパス通路１５の一端（図１の右端）は、ラジエータ通路１２において、ラジエータ１３とウォータジャケット１１の出口１１ｂとの間に接続される。バイパス通路１５の他端（図１の左端）は、ラジエータ通路１２において、ラジエータ１３とウォータポンプ１４との間に接続される。上記したウォータジャケット１１及びラジエータ通路１２により本発明における冷却水循環経路が構成される。
【００２７】
バイパス通路１５の他端とラジエータ通路１２との接続部分には、流量制御弁１６が設けられる。この流量制御弁１６は、ステップモータを駆動源として構成され、その弁開度ＯＤＶを制御することにより、ラジエータ通路１２及びバイパス通路１５を流れる冷却水の流量を調整する。ここで、流量制御弁１６は、弁開度ＯＤＶが大きくなるほどラジエータ通路１２を通る冷却水流量が多くなるように構成される。
【００２８】
この実施形態では、流量制御弁１６として、例えば、特開２００３−２８６８４３号公報に開示される流量制御弁と同様の構造を備えた流量制御弁が適用される。図２には、この流量制御弁１６の流量特性をグラフに示す。このグラフは、横軸に流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶに相当するステップモータのステップ数を、縦軸に冷却水流量をそれぞれ示す。冷却水流量として、ラジエータ通路１２からウォータポンプ１４へ流れる「ラジエータ側流量」と、バイパス通路１５からウォータポンプ１４へ流れる「バイパス側流量」との二つがあり、それぞれ実線と破線で示す。このグラフで、ステップ数が「０」のときは、流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶが「全閉」となる。また、ステップ数が「２３９」のときは、流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶが「全開」となる。更に、ステップ数が「２５」のときから、ラジエータ側流量及びバイパス側流量が共に増加を開始する。このグラフから明らかなように、ラジエータ側流量は、ステップ数の増加（開度増加）に対して増加傾向を示す。また、バイパス側流量は、ステップ数の増加（開度増加）に対して増加と減少を示す。この実施形態で、流量制御弁１６は、本発明における流量調整手段に相当する。
【００２９】
この流量制御弁１６により、ラジエータ通路１２における冷却水流量を調整することにより、エンジン本体２を冷却するための冷却水温度が制御される。すなわち、流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶを制御してラジエータ通路１２における冷却水流量を多くすることにより、エンジン本体２に流れる冷却水のうち、ラジエータ１３で冷却される冷却水の割合が大きくなり、エンジン本体２を冷却する冷却水温度が低くなる。また、流量制御弁１６を制御してラジエータ通路１２における冷却水流量を少なくすることにより、エンジン本体２に流れる冷却水のうち、ラジエータ１３で冷却される冷却水の割合が小さくなり、エンジン本体２を冷却する冷却水温度が高くなる。
【００３０】
ラジエータ１３には、クーリングファン５４が設けられる。クーリングファン５４は、ラジエータ１３からの放熱に必要な冷却風を強制的に供給するためのものである。クーリングファン５４は、モータ５４ａと、モータ５４ａにより回転駆動されるファン５４ｂとを備える。クーリングファン５４によりラジエータ１３に冷却風を供給することにより、冷却水の温度を低下させることができ、エンジン本体２への加熱を抑止可能である。クーリングファン５４は、本発明の送風機に相当する。この送風機は、本発明の加熱抑止手段に相当する。ラジエータ１３には、ラジエータ１３を通過した後の冷却水温度（ラジエータ出口水温Ｔ２）を検出するためのラジエータ出口水温センサ２１が設けられる。ここで、ラジエータ出口水温Ｔ２は、ラジエータ通過後の冷却水温度に相当する。エンジン本体２には、ウォータジャケット１１の出口１１ｂを通過した後の冷却水温度（エンジン出口水温ＴＯ）を、エンジン本体２の冷却水温度として検出するためのエンジン出口水温センサ２２が設けられる。ここで、エンジン出口水温ＴＯは、エンジン通過後の冷却水温度に相当する。
【００３１】
この冷却装置１０は、バイパス通路１５とは別に、ラジエータ１３を迂回するようにラジエータ通路１２に設けられる複数の受放熱回路を更に含む。これら受放熱回路として、スロットルボディ温水回路３１、ＥＧＲクーラ回路３２、温水加熱式のホットエアインテーク回路３３、ヒータ回路３４及びオイルクーラ回路３５が設けられる。
【００３２】
スロットルボディ温水回路３１は、スロットルボディ７に接続され、同回路３１を冷却水（温水）が流れる過程でスロットルボディ７が暖められる。これにより、極寒時等におけるスロットルバルブ８の作動を安定化させる。
【００３３】
ＥＧＲクーラ回路３２は、スロットルボディ温水回路３１の下流側に直列に接続される。ＥＧＲクーラ回路３２の一部は、ＥＧＲ装置３６に沿って設けられる。周知のようにＥＧＲ装置３６は、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために、排気ガスの一部を吸気通路４へ再循環させて可燃混合気の最高燃焼温度を低下させるものである。ＥＧＲ装置３６は、ＥＧＲ通路３７、ＥＧＲ弁３８及びＥＧＲチャンバ３９を含む。ＥＧＲ通路３７は、排気通路５と吸気通路４との間に設けられる。ＥＧＲ弁３８は、ＥＧＲ通路３７の途中に設けられ、ＥＧＲ通路３７を流れるＥＧＲガスの流量を調整するよう構成される。ＥＧＲチャンバ３９は、ＥＧＲ通路３７の下流側に設けられ、ＥＧＲガスを各気筒に均等に導くように構成される。ＥＧＲクーラ回路３２を流れる冷却水により、ＥＧＲチャンバ３９、ＥＧＲ弁３８及び吸気通路４が冷却される。
【００３４】
ホットエアインテーク回路３３はエアクリーナ６に接続される。この回路３３は、エアクリーナ６の近傍に設けられたヒータコア（図示略）を含み、そのヒータコアを冷却水が通過する過程で吸気通路４に吸入される空気が暖められる。
【００３５】
ヒータ回路３４は、車室用暖房装置のヒータコア４０に接続される。このヒータ回路３４を流れる冷却水が、熱源としてヒータコア４０に導かれることにより、車室用暖房装置が機能する。ヒータコア４０の近傍には、ブロワ５５が設けられる。ブロワ５５は、空調装置の送風機であり、ヒータコア４０からの放熱に必要な冷却風を強制的に供給することができる。ブロワ５５は、モータ５５ａと、モータ５５ａにより回転駆動されるファン５５ｂとを備える。ブロワ５５によりヒータコア４０などに冷却風を供給することにより、冷却水の温度を低下させることができ、エンジン本体２への加熱を抑止可能である。ブロワ５５は、本発明の送風機に相当する。この送風機は、本発明の加熱抑止手段に相当する。
【００３６】
オイルクーラ回路３５は、エンジン１の潤滑装置における潤滑油と、自動変速機における作動油（オートマチック・トランスミッション・フルード：ＡＴＦ）を冷却するためのオイルクーラ４１に接続される。このオイルクーラ４１に冷却水が流れることにより、高温時に潤滑油やＡＴＦが速やかに冷やされる。このオイルクーラ４１は、潤滑油やＡＴＦの温度が低いときには、オイルウォーマとしても機能する。
【００３７】
上記した各受放熱回路の上流部は、ウォータジャケット１１の出口１１ｂとラジエータ１３との間においてラジエータ通路１２に接続される。これらの受放熱回路の下流部は、互いに合流してウォータポンプ１４に接続される。各受放熱回路の合流部４２の近傍には、その合流部４２における冷却水温度を合流部水温Ｔ３として検出するための合流部水温センサ２３が設けられる。ここで、合流部水温Ｔ３は、各回路通過後の冷却水温度に相当する。
【００３８】
車両には、エンジン１の運転状態を検出するための各種センサが設けられる。すなわち、運転席に設けられるアクセルペダル４３には、アクセルセンサ２４が設けられる。アクセルセンサ２４は、アクセルペダル４３の踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣＰを検出する。スロットルボディ７に設けられるスロットルセンサ２５は、スロットルバルブ８の開度（スロットル開度）ＴＡを検出する。スロットルボディ７より下流の吸気通路４に設けられる吸気圧センサ２６は、吸気通路４における吸気圧ＰＭを検出する。クランクシャフト３に対応して設けられる回転速度センサ２７は、クランクシャフト３の回転角度（クランク角度）及び回転速度（エンジン回転速度）ＮＥを検出する。
【００３９】
この冷却装置１０は、エンジン１の運転状態に応じてエンジン１の冷却度合いを制御するために、エンジン１の運転状態に基づいて流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶを制御し、ウォータジャケット１１、ラジエータ通路１２及びバイパス通路１５における冷却水循環流量を調整する。この制御を司るために、冷却装置１０は電子制御装置（ＥＣＵ）３０を備える。ＥＣＵ３０には、ラジエータ出口温度センサ２１、エンジン出口水温センサ２２、合流部水温センサ２３、流量制御弁１６、モータ９、燃料噴射弁５１，クーリングファン５４及びブロワ５５が接続される。また、ＥＣＵ３０には、エンジン１の運転状態を取り込むために、アクセルセンサ２４、スロットルセンサ２５、吸気圧センサ２６及び回転速度センサ２７が接続される。また、ＥＣＵ３０には、イグニションスイッチ（ＩＧＳＷ）２８が接続される。イグニションスイッチ２８は、エンジン１を始動、停止させるために操作される。加えて、ＥＣＵ３０には、チェックランプ５６が接続される。このチェックランプ５６は運転席のインパネに設けられる。チェックランプ５６は、冷却装置１０に故障が起きたときに、その故障を運転者に警告するために点灯するようになっている。
【００４０】
この実施の形態において、ＥＣＵ３０は冷却水温度制御を実行するものであり、本発明における暖機時制御手段に相当する。周知のように、ＥＣＵ３０は中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路及び外部出力回路等を備える。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭと、外部入力回路及び外部出力回路等とをバスにより接続してなる論理演算回路を構成する。ＲＯＭは、冷却水温制御等に関する所定の制御プログラムを予め記憶したものである。ＲＡＭは、ＣＰＵの演算結果を一時記憶するものである。バックアップＲＡＭは、予め記憶したデータを保存するものである。ＣＰＵは、入力回路を介して入力される各種センサ等２１〜２８からの検出信号に基づき所定の制御プログラムに従い冷却水温度制御等を実行する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ３０が実行する冷却水温度制御の内容につき図３〜５のフローチャートに従って説明する。ＥＣＵ３０は、これらルーチンを周期的に実行する。
【００４２】
処理がこのルーチンに移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ３０は、回転速度センサ２７及び吸気圧センサ２６の検出値から得られるエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥに基づいて冷却損失熱量ＱＷを算出する。この算出に際し、ＥＣＵ３０は、図６に示すような関数データ（マップ）を参照する。このマップは、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥに対する冷却損失熱量ＱＷの関係を予め定めたものである。このマップは、エンジン出口水温ＴＯの各値毎に用意されている。このマップにおいて、冷却損失熱量ＱＷは、エンジン回転速度ＮＥが低いときは少なく、エンジン回転速度ＮＥが高くなるに連れて多くなる。これは、エンジン回転速度ＮＥが高いほど単位時間当りに燃焼室に供給される燃料が増え、エンジン本体２で発生する熱量が多くなり、これに伴いエンジン本体２から冷却水に奪われる熱量が多くなるためである。また、このマップにおいて、冷却損失熱量ＱＷは、エンジン負荷ＬＥが小さいときは少なく、エンジン負荷ＬＥが大きくなるに連れて多くなる。但し、エンジン回転速度ＮＥが高い領域では、エンジン負荷ＬＥが大きくなるに連れて冷却損失熱量ＱＷの増加度合が緩やかになる。これは、前述したようにエンジン回転速度ＮＥの上昇により単位時間当りに供給される燃料が増え、その燃料増量に伴う冷却効果により燃焼室の温度が下がり、エンジン本体２から冷却水に奪われる熱量が減少するためである。
【００４３】
上記したエンジン負荷ＬＥに代えてエンジン負荷率を用いることもできる。エンジン負荷率は、最大負荷に対する負荷割合を示すパラメータである。この場合も、図６に準ずるマップを使用することができる。
【００４４】
上記した冷却損失熱量ＱＷは、基本的には、エンジン本体２からの発熱量に左右されることから、エンジン負荷ＬＥとしては、エンジン本体２からの発熱量に関係するパラメータ、例えば、１燃焼サイクル当りの燃料噴射量、吸気量等を用いることができる。吸気量については、別途実行される燃料噴射制御において、吸気量に応じた量の燃料が噴射されることから、エンジン本体２からの発熱量に間接的に関係するパラメータであると言える。その他、エンジン負荷ＬＥとして、吸気圧センサ２６により検出される吸気圧ＰＭ、スロットルセンサ２５により検出されるスロットル開度ＴＡ等を用いることも可能であるが、この場合には、適宜に補正を行うことが望ましい。
【００４５】
次に、ステップ２００で、ＥＣＵ３０は、流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて合流部４２における冷却水流量（合流部流量）Ｖ３を算出する。この算出に際して、ＥＣＵ３０は、図７に示すような関数データ（マップ）を参照する。このマップは、流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶ及びエンジン回転速度ＮＥに対する合流部流量Ｖ３の関係を予め定めたものである。このマップにおいて、弁開度ＯＤＶが小さな領域では、弁開度ＯＤＶが大きくなるに連れて合流部流量Ｖ３は緩やかに少なくなる。弁開度ＯＤＶが中から大の領域では、弁開度ＯＤＶにかかわらず合流部流量Ｖ３は略一定となる。また、合流部流量Ｖ３はエンジン回転速度ＮＥが低いときは少なく、エンジン回転速度ＮＥが高くなるに連れて多くなる。ここで、合流部流量Ｖ３は、回路通過後冷却水流量に相当する。上記した弁開度ＯＤＶとして、例えば、ＥＣＵ３０が前回の制御周期で流量制御弁１６に用いた指令開度ＯＤＣを適用するとができる。
【００４６】
次に、ステップ３００で、ＥＣＵ３０は、今回得られた各種パラメータ、すなわち、合流部流量Ｖ３、合流部水温Ｔ３及びエンジン出口水温ＴＯに基づいて受放熱熱量Ｑetcを算出する。ＥＣＵ３０は、下記の計算式（１）に従って全受放熱回路における受放熱熱量Ｑetc（各回路３１〜３５における受放熱熱量の総和）を算出する。下記の計算式（１）中で、［Ｃ」は、温度を流量に変換するための係数であり、例えば、冷却水の比熱と密度との積によって決定される。
Ｑetc＝Ｃ・Ｖ３・（ＴＯ−Ｔ３）      ・・・（１）
【００４７】
次に、ステップ４００で、ＥＣＵ３０は、今回得られた各種パラメータ、すなわち、冷却損失熱量ＱＷ、目標エンジン出口水温Ｔｔ、ラジエータ出口水温Ｔ２及び受放熱熱量Ｑetcに基づいて要求ラジエータ流量Ｖ２を算出する。ＥＣＵ３０は、下記の計算式（２）に従ってこの流量Ｖ２を算出する。下記の計算式（２）の中で、「Ｃ」は、上記と同じ係数である。
Ｖ２＝（ＱＷ−Ｑetc）／｛Ｃ・（Ｔｔ−Ｔ２）｝      ・・・（２）
ここで、目標エンジン出口水温Ｔｔは、エンジン１の運転状態に応じて決定され、本発明における目標冷却水温度に相当する。例えば、エンジン１がアイドル運転状態である場合、目標エンジン出口水温Ｔｔは、発進時のノッキング対策等のために若干低めの温度（例えば「９０℃」）に設定される。一方、エンジン１が部分負荷（パーシャル）運転状態にある場合、目標エンジン出口水温Ｔｔは、フリクションロス低減のために高めの温度（例えば「１００℃」）に設定される。エンジン１が全負荷（ＷＯＴ）運転状態にある場合、目標エンジン出口水温Ｔｔは、充填率を高めるために低めの温度（例えば「８０℃」）に設定される。上記した目標エンジン出口水温Ｔｔに関する各値（９０℃、１００℃、８０℃）は、一例に過ぎない。
【００４８】
次に、ステップ５００で、ＥＣＵ３０は、算出される要求ラジエータ流量Ｖ２及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて流量制御弁１６に対する指令開度ＯＤＣを算出する。この算出に際して、ＥＣＵ３０は、図８に示すような関数データ（マップ）を参照する。このマップは、要求ラジエータ流量Ｖ２及びエンジン回転速度ＮＥに対する指令開度ＯＤＣの関係を予め定めたものである。このマップにおいて、指令開度ＯＤＣは、要求ラジエータ流量Ｖ２が少ないときは小さく、要求ラジエータ流量Ｖ２が多くなるに連れて大きくなる。また、指令開度ＯＤＣは、エンジン回転速度ＮＥが低いときは、要求ラジエータ流量Ｖ２がわずかに変化しても大きく変化する。これに対し、指令開度ＯＤＣは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるときは、要求ラジエータ流量Ｖ２が多く変化しなければあまり変化しない。
【００４９】
次に、ステップ６００で、ＥＣＵ３０は、流量制御弁１６の故障診断処理を実行する。その後、ステップ７００で、ＥＣＵ３０は、算出又は設定される指令開度ＯＤＣに基づいて流量制御弁１６を駆動制御した後、その後の処理を一旦終了する。このように流量制御弁１６を駆動制御することにより、流量制御弁１６が正常である場合には、ラジエータ１３を通る冷却水流量が調整され、エンジン出口水温ＴＯが目標エンジン出口水温Ｔｔに収束することになる。
【００５０】
ここで、ステップ６００における故障診断処理の内容について、図４に示すフローチャートに従って詳しく説明する。
【００５１】
まず、ステップ６０１で、ＥＣＵ３０は、エンジン出口水温センサ２２により検出されるエンジン出口水温ＴＯが所定の基準温度としての「１００℃」以上であり、かつ、ラジエータ出口水温センサ２１により検出されるラジエータ出口水温Ｔ２が所定の基準温度としての「８０℃」以下であるか否かを判断する。この判断は、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２における冷却水流れの停止を想定したものである。この判断結果が肯定である場合、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２における冷却水流れが停止しているものとして、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２における冷却水流れを最大にするために、ＥＣＵ３０は、ステップ６０２で、流量制御弁１６の指令開度ＯＤＣを「全開」に設定する。
【００５２】
次に、ステップ６０３で、ＥＣＵ３０は、指令開度ＯＤＣを「全開」にしてからの経過時間を表す全開カウンタＣＦＯをセットする。すなわち、ＥＣＵ３０は、所定時間へ向けて全開カウンタＣＦＯによる計時開始する。
【００５３】
次に、ステップ６０４で、ＥＣＵ３０は、全開カウンタＣＦＯがタイムアップしたか否かを判断する。この判断結果が否定である場合、指令開度ＯＤＣを全開にしてから所定時間経過していないことから、ＥＣＵ３０は、処理をステップ７００へ移行する。この場合、ＥＣＵ３０は、ステップ７００で、「全開」に設定された指令開度ＯＤＣに基づいて流量制御弁１６を駆動制御することになる。一方、上記の判断結果が肯定である場合、指令開度ＯＤＣを全開にしてから所定時間経過したことから、ＥＣＵ３０は、ステップ６０５で、全開カウンタＣＦＯをリセットする。
【００５４】
その後、ステップ６０６で、ＥＣＵ３０は、エンジン出口水温ＴＯが「１００℃」以上で、かつ、ラジエータ出口水温Ｔ２が「８０℃」以上であるか否かを判断する。この判断は、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２において冷却水が流れていることを想定したものである。この判断結果が否定である場合、指令開度ＯＤＣを「全開」にして流量制御弁１６を駆動制御したにもかかわらず、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２に冷却水が流れておらず、流量制御弁１６が全閉状態又は全閉に近い状態で故障しているものとして、すなわち、例えば、弁体が閉じた状態で固着したり、弁体が閉じた状態でステップモータが断線したりしているなどの故障が起きているものとして、ＥＣＵ３０は、処理をステップ６２０へ移行する。そして、ステップ６２０で、ＥＣＵ３０は、エンジン本体２の「オーバーヒート抑止処理」を実行した後、処理をステップ７００へ移行する。この「オーバーヒート抑止処理」の内容については、後述する。これに対し、上記の判断結果が肯定である場合、指令開度ＯＤＣを「全開」にして流量制御弁１６を駆動制御したことで、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２に冷却水が十分に流れたものとして、ＥＣＵ３０は、処理をステップ６０８へ移行する。
【００５５】
一方、ステップ６０１での判断結果が否定である場合、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２に冷却水が流れているものとして、ＥＣＵ３０は、処理をステップ６０７へ移行する。そして、ステップ６０７で、ＥＣＵ３０は、エンジン出口水温ＴＯが所定の基準温度としての「１００℃」以上であり、かつ、ラジエータ出口水温Ｔ２が所定の基準温度としての「８０℃」以上であるか否かを判断する。この判断は、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２に冷却水が流れており、ラジエータ１３に冷却風の供給が必要であるときを想定したものである。この判断結果が肯定である場合、ラジエータ１３に冷却風の供給が必要なときであるものとして、ＥＣＵ３０は、処理をステップ６０８へ移行する。
【００５６】
そして、ステップ６０６又はステップ６０７から移行してステップ６０８では、ＥＣＵ３０は、ラジエータ１３に冷却風を供給するためにクーリングファン５４を駆動させる。また、ステップ６０９で、ＥＣＵ３０は、クーリングファン５４を駆動してからの経過時間を表すクーリングファンカウンタＣＣＦをセットする。すなわち、ＥＣＵ３０は、クーリングファンカウンタ５４により所定時間へ向けて計時開始する。
【００５７】
次に、ステップ６１０で、ＥＣＵ３０は、クーリングファンカウンタＣＣＦがタイムアップしたか、又は、ラジエータ出口水温Ｔ２が所定の基準温度である「８０℃」以下であるか否かを判断する。この判断は、クーリングファン５４によりラジエータ１３に冷却風が十分に供給されたこと、又は、ラジエータ１３にて冷却水が十分な放熱したことを想定したものである。この判断結果が否定である場合、クーリングファン５４による冷却風の供給を継続するために、ＥＣＵ３０は、処理をステップ７００へ移行する。これに対し、上記の判断結果が肯定である場合、ラジエータ１３にて冷却水が十分に放熱したものとして、ＥＣＵ３０は、処理をステップ６１１へ移行する。
【００５８】
そして、ステップ６１１で、ＥＣＵ３０は、エンジン出口水温ＴＯが所定の基準温度としての「１００℃」以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定である場合、エンジン本体２の温度上昇が過剰傾向にあるものとして、ＥＣＵ３０は、ステップ６２０で、「オーバーヒート抑止処理」を実行した後、処理をステップ７００へ移行する。また、上記の判断結果が否定である場合、エンジン本体２が適度な温度であるものとして、ＥＣＵ３０は、ステップ６１３で、全開カウンタＣＦＯとクーリングファンカウンタＣＣＦをそれぞれリセットするとともに、クーリングファン５４を停止した後、処理をステップ７００へ移行する。
【００５９】
一方、ステップ６０７の判断結果が否定である場合、ＥＣＵ３０は、ステップ６１４で、全開カウンタＣＦＯとクーリングファンカウンタＣＣＦをそれぞれリセットした後、処理をステップ７００へ移行する。
【００６０】
ここで、ステップ６２０における「オーバーヒート抑止処理」の内容について、図５に示すフローチャートに従って詳しく説明する。
【００６１】
まず、ステップ６２１で、エンジン本体２への加熱を抑止するために、ＥＣＵ３０は、電子スロットル５３を全閉に処理する。すなわち、ＥＣＵ３０は、モータ９を駆動してスロットルバルブ８を全閉にする。これにより、各燃焼室に供給される吸気量が低減し、各燃焼室における燃焼が抑えられてエンジン本体２への加熱が抑えられる。
【００６２】
次に、ステップ６２２で、エンジン本体２への加熱を抑止するための、ＥＣＵ３０は、燃料噴射増量処理を実行する。すなわち、ＥＣＵ３０は、各燃料噴射弁５１からの燃料噴射量を増加させる。これにより、各燃焼室に対する燃料供給量が増加し、各燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジン本体２への加熱が抑えられる。
【００６３】
次に、ステップ６２３で、エンジン本体２への加熱を抑止するための、ＥＣＵ３０は、ブロワ５５を最大駆動処理する。すなわち、ＥＣＵ３０は、ブロワ５５のモータ５５ａによりファン５５ｂを最大限に回転駆動させて、ヒータコア４１などに最大限に冷却風を供給する。これにより、ヒータ回路３４を流れる冷却水が冷やされ、ウォータジャケット１１やラジエータ通路１２を流れる冷却水が冷やされて冷却水温度の上昇が抑えられ、エンジン本体２への加熱が抑止される。
【００６４】
次に、ステップ６２４で、流量制御弁１６が閉弁状態などで故障していることを運転者に警告するために、ＥＣＵ３０は、チェックランプ５６を点灯処理する。ここでは、警告効果を高めるために、チェックランプ５６を点滅させてもよい。
【００６５】
その後、ステップ６２５で、流量制御弁１６がラジエータ通路１２における冷却水流れを遮断した状態で故障していること、すなわち、流量制御弁１６が閉弁状態又は閉弁に近い状態で故障していることを記録するために、ＥＣＵ３０は、その故障コードをバックアップＲＡＭに書き込む。この書き込まれた故障コードは、車両のメンテナンス時に、ＥＣＵ３０から読み出して確認することができる。上記のように、「オーバーヒート抑止処理」が実行される。
【００６６】
以上説明したこの実施形態におけるエンジンの冷却装置１０によれば、エンジン１の冷却水はウォータジャケット１１とラジエータ通路１２を循環する間にラジエータ１３を通過し、そのラジエータ１３を通過する冷却水流量は流量制御弁１６により調整される。そして、エンジン出口水温ＴＯが目標エンジン出口水温Ｔｔとなるように流量制御弁１６が制御されることにより、エンジン１の冷却度合いが制御される。
【００６７】
ここで、流量制御弁１６が冷却水流れを遮断する状態で故障した場合、すなわち、流量制御弁１６が閉弁状態又は閉弁に近い状態で故障した場合は、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２などを介してエンジン本体１２に冷却水が流れず、エンジン本体２が冷却されなくなり、エンジン本体２にオーバーヒートの懸念がある。このとき、エンジン出口水温ＴＯは高くなり、ラジエータ出口水温Ｔ２は低くなる。
【００６８】
これに対し、この実施形態における冷却装置１０では、エンジン出口水温ＴＯが「１００℃」以上であり、かつ、ラジエータ出口水温Ｔ２が「８０℃」以下であるときは、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２における冷却水流れを最大にするために、流量制御弁１６が全開の指令開度ＯＤＣに基づいてＥＣＵ３０により制御され、その後にエンジン出口水温ＴＯが低下しないときに、「オーバーヒート抑止処理」が実行される。すなわち、エンジン本体２への加熱を抑止するために、電子スロットル５３の全閉処理、燃料噴射増量処理及びブロワ５５の最大駆動処理がそれぞれ実行される。従って、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２における冷却水流れを最大にするために流量制御弁１６を全開の指令開度ＯＤＣに基づいて制御したにもかかわらず、エンジン出口水温ＴＯが低下しないときは、実際にはウォータジャケット１１とラジエータ通路１２を冷却水が流れておらず、流量制御弁１６が冷却水流れを遮断した状態、すなわち全閉状態又は全閉に近い状態で故障しているものと判断することができ、このときにエンジン本体２への加熱が抑止される。この結果、ウォータジャケット１１とラジエータ通路１２における冷却水流れを調整する流量制御弁１６につき、冷却水流れが遮断された状態での流量制御弁１６の故障を検出することができ、エンジン本体２のオーバーヒートを防止することができる。特に、この実施形態では、各燃料噴射弁５１を制御することで、エンジン本体２のオーバーヒートを防止することができる。また、ブロワ５５を制御することで、エンジン本体２のオーバーヒートを防止することができる。更に、電子スロットル５３を制御することで、エンジン本体２のオーバーヒートを防止することができる。
【００６９】
この実施形態では、上記の「オーバーヒート抑止処理」において、電子スロットル５３の全閉処理と燃料噴射増量処理を実行するので、車両走行中に流量制御弁１６の故障が検出されたときは、エンジン１の出力が低減して車両が減速することになる。これと同時に、チェックランプ５６が点灯して、運転者に冷却装置１０（流量制御弁１６）の故障が報知されることになる。このため、運転者は、冷却装置１０（流量制御弁１６）に故障が起きたことを認識することができ、その後に車両を路肩などへ退避走行させることができる。
【００７０】
この実施形態では、冷却装置１０に設けられるエンジン出口水温センサ２２とラジエータ出口水温センサ２１を使用して流量制御弁１６の故障を検出できるので、流量制御弁１６の故障を検出するために特別なセンサなどを設ける必要がない。
【００７１】
この他、この実施形態では、上記したようにエンジン１の運転状態に関するパラメータとして、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥが、流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶの制御に反映される。このため、単に冷却水の温度のみに基づいて流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶの制御が行われる場合とは異なり、実際のエンジン出口水温ＴＯを、そのときどきのエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥに適した目標エンジン出口水温Ｔｔに制御することができる。例えば、エンジン１が高出力となる場合には、エンジン出口水温ＴＯを低くして各気筒の冷却効率を高めることができる。また、エンジン１が低燃費で運転される場合には、エンジン出口水温ＴＯを高くして各気筒内での燃焼効率を向上させることができる。このため、上記した高出力及び低燃費という相反する性能を両立させながらエンジン性能を向上させることができる。
【００７２】
この実施形態では、冷却損失熱量ＱＷを算出するために、エンジン１の運転状態に関するパラメータとして、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥが適用される。このように、エンジン本体２からの発熱を左右するエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥをパラメータとして計算に適用することで、冷却損失熱量ＱＷを精度よく算出することができる。また、エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥの両者に基づいて冷却損失熱量ＱＷを算出するので、エンジン回転速度ＮＥ又はエンジン負荷ＬＥを単独で適用した場合に比べて、冷却損失熱量ＱＷの算出精度の向上を図ることができる。
【００７３】
この実施形態では、冷却損失熱量ＱＷがエンジン１の運転状態を示すエンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＬＥに基づいて算出され、その算出される冷却損失熱量ＱＷが要求ラジエータ流量Ｖ２の算出に反映される。そして、その算出される要求ラジエータ流量Ｖ２に基づいて流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶが制御される。このため、エンジン１の運転状態が変化して冷却損失熱量ＱＷが変化しても、その冷却損失熱量ＱＷの変化に応じて流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶを制御することができ、エンジン出口水温ＴＯを目標エンジン出口水温Ｔｔに応答性よく制御することができる。
【００７４】
ここで、冷却水温度と目標冷却水温度との偏差（水温差）のみに基づいて流量制御弁の弁開度をフィードバック制御するような場合では、エンジン本体２における冷却損失熱量ＱＷの変化に対応できないことから、本実施形態のような制御に関する良好な応答性を得ることは困難である。このため、この実施形態では、前述したエンジン１の高出力運転時には、エンジン出口水温ＴＯを速やかに低下させることができ、エンジン１の低燃費運転時には、エンジン出口水温ＴＯを速やかに上昇させることができ、高出力及び低燃費の両立を実現する上で発生する制御ロスを低減することができる。
【００７５】
ここで、仮に、エンジン１の運転状態から流量制御弁１６の指令開度ＯＤＣを直接算出し、その算出される指令開度ＯＤＣに基づいて流量制御弁１６の弁開度ＯＤＶを制御しようとすると、流量特性の異なる流量制御弁を用いた場合には、それら流量制御弁毎に指令開度ＯＤＣを改めて算出する必要が生じ、汎用性に欠けることになる。これに対し、この実施形態では、ラジエータ出口水温Ｔ２に対する要求ラジエータ流量Ｖ２を一旦算出し、その算出される要求ラジエータ流量Ｖ２に基づいて流量制御弁１６の指令開度ＯＤＣを算出するようにしている。このため、流量特性の異なる流量制御弁を用いた場合でも、流量制御弁毎に流量特性に応じた指令開度ＯＤＣを改めて算出する必要がなくなる。
【００７６】
ところで、この実施形態では、ラジエータ１３を迂回するようにラジエータ通路１２に複数の受放熱回路（各回路３１〜３５）が設けられるので、冷却水が各回路３１〜３５を通過する過程で、各部と冷却水との間で熱の受け放し（受放熱）が行われる。この受放熱後の冷却水は、合流部４２からウォータポンプ１４を介してラジエータ通路１２を通り、再びエンジン本体２のウォータジャケット１１を通過する。各回路３１〜３５での受放熱熱量Ｑetcが多い場合は、その受放熱熱量Ｑetcを考慮しなければエンジン出口水温ＴＯを狙いの目標エンジン出口水温Ｔｔへ収束させることは難しく、冷却水温度にオーバシュートやアンダシュートが起きる懸念がある。ここで、「オーバシュート」は、エンジン出口水温ＴＯが目標エンジン出口水温Ｔｔに達した後に、その目標エンジン出口水温Ｔｔを維持することができずに上昇する現象である。また、「アンダシュート」は、エンジン出口水温ＴＯが目標エンジン出口水温Ｔｔに達した後に、その目標エンジン出口水温Ｔｔを維持することができずに下降する現象である。
【００７７】
このように冷却水温度にオーバシュートやアンダシュートが多く起きる場合には、エンジン本体２等の各構成部品の耐熱性を考慮して各構成部品の正常動作を保障しようとすると、目標エンジン出口水温Ｔｔを下げる必要がある。その反面、目標エンジン出口水温Ｔｔを単に下げると、エンジン出口水温ＴＯが低くなることから、エンジン１や自動変速機でフリクションが増大してエンジン１の燃費悪化を招くおそれがある。
【００７８】
これに対し、この実施形態では、全受放熱回路（各回路３１〜３５の全部）における受放熱熱量Ｑetc が算出され、その算出される受放熱熱量Ｑetc が要求ラジエータ流量Ｖ２の算出に反映される。従って、各回路３１〜３５における受放熱熱量Ｑetcが変化しても、目標エンジン出口水温Ｔｔに対するエンジン出口水温ＴＯの収束性が向上する。このため、冷却水温度制御におけるオーバシュートやアンダシュートを少なくすることがき、エンジン本体２等の構成部品に係る耐熱性を考慮して目標エンジン出口水温Ｔｔを下げる必要がなくなる。この結果、目標エンジン出口水温Ｔｔの低下に伴うフリクションの増大、延いては、エンジン１の燃費悪化を抑制することができる。
【００７９】
この実施形態では、合流部水温Ｔ３とエンジン出口水温ＴＯとの水温差が小さいときは、各回路３１〜３５における受放熱熱量Ｑetc が少なく、その逆に水温差が大きいときは、各回路３１〜３５における受放熱熱量Ｑetc が多い。また、合流部流量Ｖ３が少ないときは、各回路３１〜３５における受放熱熱量Ｑetc が少なく、合流部流量Ｖ３が多いときは、各回路３１〜３５における受放熱熱量Ｑetc が多い。この点つき、この実施形態では、合流部流量Ｖ３、合流部水温Ｔ３及びエンジン出口水温ＴＯに基づいて各回路３１〜３５における受放熱熱量Ｑetc が算出される。従って、上記のように受放熱熱量Ｑetc を左右するパラメータとしての合流部流量Ｖ３、合流部水温Ｔ３及びエンジン出口水温ＴＯが計算に適用されるので、受放熱熱量Ｑetcを精度よく算出することができる。このため、要求ラジエータ流量Ｖ２を精度よく算出することができ、流量制御弁１６を精度よく制御することができる。
【００８０】
この実施形態では、流量制御弁１６の制御量である弁開度ＯＤＶ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて合流部流量Ｖ３が算出されるので、ラジエータ通路１２などの冷却水循環経路における冷却水流量に応じて受放熱熱量Ｑetcがより正確に算出される。この結果、要求ラジエータ流量Ｖ２をより一層正確に算出することができ、流量制御弁１６の指令開度ＯＤＣをより一層正確に算出することができ、流量制御弁１６をより一層正確に制御することができる。これにより、エンジン出口水温ＴＯを目標エンジン出口水温Ｔｔへより一層好適に収束させることができ、エンジン１の冷却水温度の制御性をより一層向上させることができる。
【００８１】
尚、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００８２】
（１）前記実施形態では、「オーバーヒート抑止処理」として、電子スロットル全閉処理、燃料噴射増量処理及びブロワ最大駆動処理を実行するようにしたが、これらの処理の一つか二つを実行するようにしてもよい。この場合も、基本的には、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００８３】
（２）前記実施形態では、「オーバーヒート抑止処理」として、電子スロットル全閉処理、燃料噴射増量処理及びブロワ最大駆動処理を実行するようにしたが、これらの処理に代わって、エンジンの出力を低減するために点火装置による点火時期を制御するようにしてもよい。ここで、点火時期の制御として、点火時期の進角を抑制したり、遅角したりすることが考えられる。この場合、点火装置は、本発明の加熱抑止手段に相当し、点火時期を制御するＥＣＵは、本発明の制御手段に相当する。従って、流量制御弁が冷却水流れを遮断した状態（全閉状態又は全閉に近い状態）で故障していると判断できるときには、例えば、点火時期を遅角することにより燃焼室内の温度上昇が抑えられてエンジンへの加熱が抑止される。これにより、エンジンのオーバーヒートを防止することができる。
【００８４】
（３）前記実施形態では、受放熱回路として複数の回路、すなわち、スロットルボディ温水回路３１、ＥＧＲクーラ回路３２、ホットエアインテーク回路３３、ヒータ回路３４及びオイルクーラ回路３５を設けた。これに対し、これら全ての回路３１〜３５を受放熱回路としなくてもよく、各回路３１〜３５の少なくとも一つを受放熱回路として設けることもできる。この場合も、基本的には、前記実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００８５】
（４）前記実施形態では、複数の受放熱回路（各回路３１〜３５の全部）を備えた冷却装置において、それら受放熱回路における受放熱熱量Ｑetc を算出し、その受放熱熱量Ｑetcを要求ラジエータ流量Ｖ２の算出に反映させるようにした。これに対し、受放熱回路を持たない冷却装置において、受放熱熱量Ｑetcを算出することなく、要求ラジエータ流量Ｖ２を算出する冷却装置に具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】エンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】流量制御弁の流量特性を示すグラフ。
【図３】冷却水温度制御の内容を示すフローチャート。
【図４】冷却水温度制御の内容の一部を詳しく示すフローチャート。
【図５】冷却水温度制御の内容の一部を詳しく示すフローチャート。
【図６】エンジン回転速度とエンジン負荷に対する冷却損失熱量の関係を示すマップ。
【図７】弁開度とエンジン回転速度に対する合流部流量の関係を示すマップ。
【図８】要求ラジエータ流量とエンジン回転速度に対する指令開度の関係を示すマップ。
【符号の説明】
【００８７】
１…エンジン
１０…冷却装置
１１…ウォータジャケット（冷却水循環経路）
１２…ラジエータ通路（冷却水循環経路）
１３…ラジエータ
１６…流量制御弁（流量調整手段）
３０…ＥＣＵ（制御手段）
５１…燃料噴射弁（燃料噴射装置、加熱抑止手段）
５２…デリバリパイプ  （燃料噴射装置、加熱抑止手段）
５３…電子スロットル（加熱抑止手段）
５５…ブロワ（送風機、加熱抑止手段）
【図１】
2006105105.tif 000003
【図２】
2006105105.tif 000004
【図３】
2006105105.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006105105.tif 000007
【図６】
2006105105.tif 000008
【図７】
2006105105.tif 000009
【図８】
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