(57)【要約】【課題】エンジンの排熱をより効率的に利用することのできるエンジン冷却制御装置を提供する。【解決手段】電子制御ユニット３１は、サーモスタット２８が開弁するときの出口水温であるサーモ開弁温度よりも低い規定の遅延開始温度まで出口水温が上昇したときに、出口水温がサーモ開弁温度に達しないように、電動ウォーターポンプ１６の吐出流量を増大させる流量増大制御を行うことで、ラジエーター２７での放熱の開始を遅延させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、前記ウォータージャケットを通過した後の前記冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに前記冷却水を循環させるとともに、前記出口水温が前記開弁温度以上のときに開弁して前記ラジエーターを経由して前記冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用されるとともに、前記ポンプを制御するポンプ制御部を備えるエンジン冷却制御装置において、
前記ポンプ制御部は、前記開弁温度よりも低い規定の温度まで前記出口水温が上昇したときに、前記出口水温が前記開弁温度に達しないように、前記ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を行う、
ことを特徴とするエンジン冷却制御装置。
【請求項２】
前記ポンプ制御部は、前記流量増大制御において、前記吐出流量の増大を、その開始から規定時間が経過した時点で終了する、
請求項１に記載のエンジン冷却制御装置。
【請求項３】
前記ポンプ制御部は、前記流量増大制御において、前記吐出流量の増大を、前記エンジンの暖機完了前に終了する、
請求項１に記載のエンジン冷却制御装置。
【請求項４】
ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、前記ウォータージャケットを通過した後の前記冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに前記冷却水を循環させるとともに、前記出口水温が前記開弁温度以上のときに開弁して前記ラジエーターを経由して前記冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用されるとともに、前記ポンプを制御するポンプ制御部を備えるエンジン冷却制御装置において、
前記ポンプ制御部は、前記開弁温度よりも低い規定の温度まで前記出口水温が上昇したときから規定時間の間、前記ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を行う、
ことを特徴とするエンジン冷却制御装置。
【請求項５】
ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、前記ウォータージャケットを通過した後の前記冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに前記冷却水を循環させるとともに、前記出口水温が前記開弁温度以上のときに開弁して前記ラジエーターを経由して前記冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用されるとともに、前記ポンプを制御するポンプ制御部を備えるエンジン冷却制御装置において、
前記ポンプ制御部は、前記開弁温度よりも低い規定の温度まで前記出口水温が上昇したときに、前記ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を開始するとともに、前記エンジンの暖機完了前に同流量増大制御を終了する、
ことを特徴とするエンジン冷却制御装置。
【請求項６】
ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、前記ウォータージャケットを通過した後の前記冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに前記冷却水を循環させるとともに、前記出口水温が前記開弁温度以上のときに開弁して前記ラジエーターを経由して前記冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用されるとともに、前記ポンプを制御するポンプ制御部を備えるエンジン冷却制御装置において、
前記ポンプ制御部は、前記開弁温度よりも低い規定の温度まで前記出口水温が上昇したときに、前記ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を開始するとともに、同出口水温が前記開弁温度に達する前に同流量増大制御を終了する、
ことを特徴とするエンジン冷却制御装置。
【請求項７】
ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、前記ウォータージャケットを通過した後の前記冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに前記冷却水を循環させるとともに、前記出口水温が前記開弁温度以上のときに開弁して前記ラジエーターを経由して前記冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンの冷却制御を行う方法であって、
前記開弁温度よりも低い規定の温度まで前記出口水温が上昇したときに、前記出口水温が前記開弁温度に達しないように、前記ポンプの吐出流量を増大させる、
ことを特徴とするエンジン冷却制御方法。
【請求項８】
前記吐出流量の増大が開始されてから規定時間が経過した時点で、同吐出量の増大を終了させる、
請求項７に記載のエンジン冷却制御方法。
【請求項９】
前記エンジンの暖機完了前に前記吐出流量の増大を終了させる、
請求項７に記載のエンジン冷却制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン冷却制御装置およびエンジン冷却制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水冷式のエンジンの冷却系を制御する冷却制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。同文献に記載の冷却制御装置が適用されるエンジンは、シリンダーブロックやシリンダーヘッドの内部に形成されたウォータージャケットを経由して冷却水を循環させる冷却水回路を有する。冷却水回路には、冷却水を循環させるためのポンプと、ウォータージャケットを通過した後の冷却水の温度（以下、出口水温と記載する）が規定の開弁温度以上となったときに開弁するサーモスタットと、が設けられている。
【０００３】
サーモスタットは、その閉弁時には、放熱により冷却水を冷却するラジエーターを経由せずに冷却水が循環され、その開弁時には、同ラジエーターを経由して冷却水が循環されるように、冷却水回路における冷却水の循環経路を切り替える。上記文献１の冷却水制御装置は、こうした冷却水回路における冷却水の循環量を、エンジンの回転速度および負荷に応じて制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３４０２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような冷却水回路を循環する冷却水を熱搬送媒体として用いて、エンジンの排熱を種々の用途に利用することがある。例えば、オイルクーラーやＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）ウォーマーを冷却水回路に設置し、冷却水を介して伝達されたエンジンの排熱をエンジンオイルやＡＴＦの昇温に利用することがある。そうした場合において、エンジンオイルやＡＴＦが昇温途上にあるときなど、未だ熱需要が高い状態で、出口水温がサーモスタットの開弁温度に達すると、熱の需要があるにも関わらず、ラジエーターでの放熱が開始されてしまい、その需要先に供給される熱量がその分少なくなってしまう。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、エンジンの排熱をより効率的に利用することのできるエンジン冷却制御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】
上記課題を解決するエンジン冷却制御装置は、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、そのウォータージャケットを通過した後の冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに冷却水を循環させるとともに、同出口水温が上記開弁温度以上のときに開弁してラジエーターを経由して冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用される。そして、同エンジン冷却制御装置は、上記ポンプを制御して、上記サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度まで上記出口水温が上昇したときに、同出口水温が上記開弁温度に達しないように、同ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を行うポンプ制御部を備えている。
【０００８】
こうしたエンジン冷却制御装置が適用されるエンジンでは、サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度に出口水温が到達すると、ポンプの吐出流量が増大されるようになる。ポンプの吐出流量が増大されて、ウォータージャケットを通過する冷却水の流量が増えると、その通過中に単位質量の冷却水がエンジンから受け取る熱量が減少して、出口水温の上昇が抑えられるようになる。このときのポンプの吐出流量の増大を、サーモスタットの開弁温度に出口水温が到達しないように行えば、サーモスタットの開弁が、ひいてはラジエーターでの放熱の開始が遅延されるようになる。そのため、上記エンジン冷却制御装置では、熱の需要があるにも関わらず、ラジエーターでの放熱が開始されて、その需要先への熱の供給量がその分減少することが好適に抑えられる。したがって、上記エンジン冷却制御装置によれば、エンジンの排熱をより効率的に利用することができる。
【０００９】
なお、上記のような流量増大制御を継続するほど、ポンプの駆動負荷の増加のため、エンジンの燃費が悪化してしまう。そのため、上記ポンプ制御部は、流量増大制御でのポンプの吐出流量の増大を、その開始から規定時間が経過した時点で終了したり、エンジンの暖機完了前に終了したり、するよう構成することが望ましい。
【００１０】
上記課題を解決する、別のエンジン冷却制御装置は、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、そのウォータージャケットを通過した後の冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに冷却水を循環させるとともに、同出口水温が上記開弁温度以上のときに開弁してラジエーターを経由して冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用される。そして、同エンジン冷却制御装置は、上記ポンプを制御して、上記サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度まで上記出口水温が上昇したときから規定時間の間、同ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を行うポンプ制御部を備えている。
【００１１】
こうしたエンジン冷却制御装置が適用されるエンジンでは、サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度に出口水温が到達してから規定時間の間、ポンプの吐出流量が増大されるようになる。上述したように、サーモスタットの開弁温度に出口水温が到達する前にポンプの吐出流量を増大させれば、サーモスタットの開弁を遅延させることができる。したがって、上記エンジン冷却制御装置によっても、エンジンの排熱をより効率的に利用することができる。なお、上記のような流量増大制御が継続されるほど、ポンプの駆動負荷の増加のため、エンジンの燃費が悪化してしまう。その点、上記エンジン冷却制御装置では、その開始から規定時間が経過した時点で流量増大制御が終了されるため、そうしたエンジンの燃費の悪化を好適に抑えることができる。
【００１２】
上記課題を解決する、更に別のエンジン冷却制御装置は、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、ウォータージャケットを通過した後の冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに冷却水を循環させるとともに、同出口水温が上記開弁温度以上のときに開弁してラジエーターを経由して冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用される。そして、同エンジン冷却制御装置は、上記ポンプを制御して、上記サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度まで上記出口水温が上昇したときに、同ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を開始するとともに、エンジンの暖機完了前に同流量増大制御を終了するポンプ制御部を備えている。
【００１３】
こうしたエンジン冷却制御装置が適用されるエンジンでも、サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度に出口水温が到達すると、ポンプの吐出流量が増大される。そのため、上記エンジン冷却制御装置によっても、エンジンの排熱をより効率的に利用することができる。なお、上記のような流量増大制御が継続されるほど、ポンプの駆動負荷の増加のため、エンジンの燃費が悪化してしまう。その点、上記エンジン冷却制御装置では、エンジンの暖機完了前に流量増大制御を終了するようにしているため、そうしたエンジンの燃費の悪化を好適に抑えることができる。
【００１４】
上記課題を解決する、もう一つのエンジン冷却制御装置は、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、ウォータージャケットを通過した後の冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに冷却水を循環させるとともに、同出口水温が上記開弁温度以上のときに開弁してラジエーターを経由して冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに適用される。そして、同エンジン冷却制御装置は、上記ポンプを制御して、上記サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度まで上記出口水温が上昇したときに、同ポンプの吐出流量を増大させる流量増大制御を開始するとともに、同出口水温が上記開弁温度に達する前に同流量増大制御を終了するポンプ制御部を備えている。
【００１５】
こうしたエンジン冷却制御装置が適用されるエンジンでも、サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度に出口水温が到達すると、ポンプの吐出流量が増大される。そのため、上記エンジン冷却制御装置によっても、エンジンの排熱をより効率的に利用することができる。なお、上記のような流量増大制御が継続されるほど、ポンプの駆動負荷の増加により、エンジンの燃費は悪化してしまうが、上記エンジン冷却制御装置では、出口水温が上記開弁温度に達する前に流量増大制御を終了するようにしているため、そうしたエンジンの燃費の悪化を好適に抑えることができる。
【００１６】
上記課題を解決するエンジン冷却制御方法は、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプと、ウォータージャケットを通過した後の冷却水の温度である出口水温が規定の開弁温度よりも低いときに閉弁してラジエーターを経由せずに冷却水を循環させるとともに、同出口水温が上記開弁温度以上のときに開弁してラジエーターを経由して冷却水を循環させるサーモスタットと、を有するエンジンに用いられる。そして、同エンジン冷却制御方法では、上記サーモスタットの開弁温度よりも低い規定の温度まで上記出口水温が上昇したときに、同出口水温がその開弁温度に達しないように、ポンプの吐出流量を増大させるようにしている。
【００１７】
こうしたエンジン冷却制御方法を用いれば、サーモスタットの開弁温度に出口水温が到達する前に、ポンプの吐出流量が増大されて、出口水温の上昇が抑えられるようになる。このときの吐出流量の増大を、サーモスタットの開弁温度に出口水温が到達しないように行えば、サーモスタットの開弁を、ひいてはラジエーターでの放熱の開始を遅延することができる。したがって、上記エンジン冷却制御方法を用いれば、熱の需要があるにも関わらず、ラジエーターでの放熱が開始されて、その需要先への熱の供給量がその分減少することが好適に抑えられるようになり、エンジンの排熱をより効率的に利用できるようになる。
【００１８】
なお、ポンプの吐出流量の増大を継続するほど、同ポンプの駆動負荷の増加のため、エンジンの燃費は悪化する。そのため、上記のようなポンプの吐出流量の増大は、その開始から規定時間が経過した時点で終了させるようにしたり、エンジンの暖機完了前に終了させるようにしたり、することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】エンジン冷却制御装置の第１実施形態の全体構造を模式的に示す略図。
【図２】同エンジン冷却制御装置において電子制御ユニットにより実行される流量増大制御ルーチンのフローチャート。
【図３】同エンジン冷却制御装置において電子制御ユニットにより実行される遅延禁止フラグ操作ルーチンのフローチャート。
【図４】同流量増大制御の実施結果を示すタイムチャート。
【図５】エンジン冷却制御装置の第２実施形態において電子制御ユニットにより実行される遅延禁止フラグ操作ルーチンのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、エンジン冷却制御装置の第１実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１に示されるエンジンの冷却系は、シリンダーブロック１０およびシリンダーヘッド１１の内部にそれぞれ形成され、互いに連通されたウォータージャケット（以下、それぞれブロック内Ｗ／Ｊ１２、ヘッド内Ｗ／Ｊ１３と記載する）を備える。シリンダーブロック１０には、ブロック内Ｗ／Ｊ１２への冷却水の流入口となるインレット部１４が、シリンダーヘッド１１には、ヘッド内Ｗ／Ｊ１３からの冷却水の流出口となるアウトレット部１５が、それぞれ設けられている。そして、インレット部１４には、冷却水を循環させるための電動ウォーターポンプ１６が設けられている。
【００２２】
エンジンは、ブロック内Ｗ／Ｊ１２およびヘッド内Ｗ／Ｊ１３を通って冷却水を循環させるための経路として、次の３つの経路を有している。すなわち、ヒーター経路１７、クーラー経路１８およびラジエーター経路１９の３つの経路である。
【００２３】
ヒーター経路１７は、アウトレット部１５から冷却水を取り出すとともに、その冷却水を電動ウォーターポンプ１６に戻すように形成されている。ヒーター経路１７の途中には、ヒーターコア２０およびＡＴＦウォーマー２１が並列に配設されている。ヒーターコア２０は、車室内に送風される空気を冷却水の熱で温めるための熱交換器であり、ＡＴＦウォーマー２１は、自動変速機の作動油であるＡＴＦを冷却水の熱で温めるための熱交換器である。なお、ヒーター経路１７におけるヒーターコア２０およびＡＴＦウォーマー２１への冷却水の流入部分には、止水弁２２，２３がそれぞれ設けられており、それら熱交換器に対する冷却水の流通を選択的に入切できるようになっている。
【００２４】
クーラー経路１８は、ブロック内Ｗ／Ｊ１２から冷却水を取り出すとともに、その冷却水を電動ウォーターポンプ１６に戻すように形成されている。クーラー経路１８には、同クーラー経路１８を流れる冷却水の流量を制限するための絞り２４、オイルクーラー２５およびＥＧＲクーラー２６が設けられている。オイルクーラー２５は、エンジンオイルと冷却水との間で熱交換を行う熱交換器であり、ＥＧＲクーラー２６は、エンジンの吸気中に還流される排気（ＥＧＲガス）を冷却水により冷却するための熱交換器である。
【００２５】
ラジエーター経路１９は、アウトレット部１５から冷却水を取り出すとともに、その冷却水を電動ウォーターポンプ１６に戻すように形成されている。ラジエーター経路１９には、ラジエーター２７とサーモスタット２８とが設けられている。ラジエーター２７は、自身に当たる空気との熱交換により冷却水を冷却するための熱交換器である。また、サーモスタット２８は、その内部に流入する冷却水の温度に感応して自律的に開閉して、ラジエーター経路１９を通じた冷却水の流通を入切する弁である。より詳しくは、サーモスタット２８は、ラジエーター経路１９を開閉する弁体と、熱膨張体であるサーモエレメントとを備える。そして、サーモスタット２８は、その内部に流入する冷却水の温度が一定値を超えると、封入されたワックスの融解に応じてサーモエレメントが膨張して、弁体を開弁させるように構成されている。
【００２６】
なお、このエンジンの冷却系では、サーモスタット２８として、サーモエレメントのワックスを加熱するヒーターが内蔵された電子サーモスタットが採用されている。そして、エンジンの高回転運転時には、サーモエレメントのワックスをヒーターにより加熱して、サーモスタット２８を強制開弁させることで、ノッキングの発生を抑えるようにしている。
【００２７】
さらに、ヘッド内Ｗ／Ｊ１３には、ブロック内Ｗ／Ｊ１２から流入した冷却水の温度（入口水温）を検出するための入口水温センサー２９が設置されている。また、アウトレット部１５には、ヘッド内Ｗ／Ｊ１３を通過した直後の冷却水の温度（以下、出口水温Ｔoutと記載する）を検出するための出口水温センサー３０が設置されている。なお、以下では、サーモスタット２８が開弁するときの出口水温Ｔoutをサーモ開弁温度Ｔthermoと記載する。ちなみに、サーモスタット２８は、そのサーモ開弁温度Ｔthermoが、暖機運転期間の制御から通常運転の制御へとエンジン制御を切り換える暖機完了温度Ｔtrよりも低い温度となるように設計されている。
【００２８】
以上のように構成された冷却系を備えるエンジンに適用される本実施形態の冷却制御装置は、電子制御ユニット３１を備える。電子制御ユニット３１は、冷却系の制御に係る各種演算を行う中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが記憶された読込専用メモリー、中央演算処理装置の演算結果や各種センサーの検出結果を記憶するランダムアクセスメモリーを有している。こうした電子制御ユニット３１には、上記入口水温センサー２９や出口水温センサー３０を始め、エンジンの運転状況を検出する各種センサーの検出信号が入力されている。
【００２９】
電子制御ユニット３１は、それらセンサーの検出結果に基づき、電動ウォーターポンプ１６や止水弁２２，２３の動作を制御して、冷却系の制御を行っている。そして、電子制御ユニット３１は、冷却系の制御の一環として、電動ウォーターポンプ１６の吐出流量（以下、ポンプ吐出流量Ｑpと記載する）を制御する。
【００３０】
ポンプ吐出流量Ｑpの制御は、次のように行われる。この制御に際して電子制御ユニット３１はまず、エンジンの運転状況（入／出口水温、吸入空気量、エンジン回転速度、エンジン負荷など）に応じて、出口水温Ｔoutの要求値である要求出口水温を演算する。そして、電子制御ユニット３１は、冷却系の物理モデルを用いて、出口水温Ｔoutを要求出口水温とするためのポンプ吐出流量Ｑpの目標値を演算し、その演算結果に従って電動ウォーターポンプ１６を制御する。ちなみに、エンジン始動開始後の暖機運転期間（出口水温Ｔoutが暖機完了温度Ｔtrに達するまでの期間）におけるポンプ吐出流量Ｑpは、後述する流量増大制御の実行期間を除き、冷却水の昇温を促進するため、比較的少ない流量、もしくは「０」に制御されている。
【００３１】
さて、こうした冷却系では、エンジン始動の開始後に電動ウォーターポンプ１６の運転が開始されると、ブロック内Ｗ／Ｊ１２およびヘッド内Ｗ／Ｊ１３を通って冷却水が循環され始める。循環する冷却水は、ブロック内Ｗ／Ｊ１２およびヘッド内Ｗ／Ｊ１３の通過中にエンジンから熱を受け取るとともに、ＡＴＦウォーマー２１やオイルクーラー２５においてその熱の一部をＡＴＦやエンジンオイルに与える。その結果、冷却水温と共に、ＡＴＦやエンジンオイルの温度も次第に上昇するようになる。
【００３２】
出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達すると、サーモスタット２８が開弁して、冷却水がラジエーター２７を経由して循環されるようになる。一方、ＡＴＦやエンジンオイルは、冷却水よりも温まり難いため、この時点では未だ、ＡＴＦやエンジンオイルの昇温が不十分なことがある。そうした場合、ＡＴＦやエンジンオイルの更なる昇温が求められているにも関わらず、ラジエーター２７での放熱が開始され、ＡＴＦやエンジンオイルに供給される熱量がその分減じられてしまう。
【００３３】
そこで、本実施形態の冷却制御装置では、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達する手前でポンプ吐出流量Ｑpを増大させて、出口水温Ｔoutの更なる上昇を停滞させることで、サーモスタット２８の開弁を遅延させる流量増大制御を行っている。流量増大制御でのポンプ吐出流量Ｑpの制御は、サーモ開弁温度Ｔthermoに達する直前の温度まで出口水温Ｔoutを引き上げるための制御前期と、ポンプ吐出流量Ｑpを増大した状態を維持する制御後期とに区分される。
【００３４】
図２に、こうした流量増大制御のために電子制御ユニット３１が実行する流量増大制御ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、エンジン始動の開始後、電子制御ユニット３１により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００３５】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、遅延禁止フラグがセットされているか否かが判定される。この遅延禁止フラグは、後述するフラグ操作ルーチンの処理において操作される。ここで、遅延禁止フラグがセットされていれば（ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了され、遅延禁止フラグがセットされていなければ（ＮＯ）、ステップＳ１０１に処理が進められる。
【００３６】
ステップＳ１０１に処理が進められると、そのステップＳ１０１において、出口水温Ｔoutが規定の遅延開始温度Ｔst以上であるか否かが判定される。ここで、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ１０２に処理が進められ、そのステップＳ１０２においてカウンターの値がクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。遅延開始温度Ｔstは、流量増大制御を開始する出口水温Ｔoutであり、その値は、サーモ開弁温度Ｔthermoよりも低い規定の温度に設定されている。
【００３７】
一方、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に処理が進められ、そのステップＳ１０３において、カウンターのカウントアップが行われる。そして、続くステップＳ１０４へと処理が進められる。なお、カウンターの値は、流量増大制御の開始後の経過時間を表している。
【００３８】
ステップＳ１０４に処理が進められると、そのステップＳ１０４において、カウンターの値が規定の制御前期完了判定値β以上であるか否かが判定される。ここで、カウンターの値が制御前期完了判定値β未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ１０５に処理が進められる。そして、そのステップＳ１０５において、要求出口水温の値として開弁手前温度Ｔprが設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、開弁手前温度Ｔprは、サーモスタット２８の開弁温度のばらつき範囲の下限値よりも若干低い温度であって、上述の遅延開始温度Ｔstよりも高い温度に設定されている。また、制御前期完了判定値βの値には、要求出口水温の値として開弁手前温度Ｔprを設定した状態で、遅延開始温度Ｔstから開弁手前温度Ｔprまで出口水温Ｔoutを上昇させるために必要な時間分のカウンターのカウントアップ量が設定されている。
【００３９】
一方、ステップＳ１０４での判定でカウンターの値が制御前期完了判定値β以上と判定されたときには（ＹＥＳ）、ステップＳ１０６に処理が進められる。そして、そのステップＳ１０６において、ポンプ吐出流量Ｑpが最大流量Ｑmaxとされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、より具体的には、ステップＳ１０６における処理は、ポンプ吐出流量Ｑpが必ず最大流量Ｑmaxに設定される値に、要求出口温度を設定することで行われる。
【００４０】
図３に、上記遅延禁止フラグの操作のために電子制御ユニット３１が実行するフラグ操作ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、エンジン始動の開始後、電子制御ユニット３１により、規定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４１】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、エンジン始動の開始時であるか否かが判定される。ここで、エンジン始動の開始時であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０１に処理が進められ、そのステップＳ２０１において、そのときの、すなわちエンジン始動の開始時における出口水温Ｔoutが上述の遅延開始温度Ｔst以上であるか否かが判定される。そして、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ２０３において遅延禁止フラグがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。また、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２において遅延禁止フラグがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００４２】
一方、エンジン始動の開始時でない場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、ステップＳ２０４に処理が進められる。ステップＳ２０４に処理が進められると、そのステップＳ２０４において、上述のカウンターの値が遅延終了判定値α以上であるか否かが判定される。ここで、カウンターの値が遅延終了判定値α以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２において遅延禁止フラグがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、カウンターの値が遅延終了判定値α未満であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００４３】
以上の本ルーチンの処理によれば、遅延禁止フラグは、エンジン始動の開始時にクリアされ、下記条件イまたはロの成立時にセットされる。
イ．エンジン始動の開始時における出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst以上であること。
【００４４】
ロ．カウンターの値が上述の遅延終了判定値α以上であること。
続いて、上記のような流量増大制御がエンジンの暖機運転に及ぼす作用を説明する。
図４に、エンジンの冷間始動時の暖機完了までの出口水温Ｔout、遅延禁止フラグ、カウンター、ポンプ吐出流量Ｑp、エンジンオイルおよびＡＴＦの各温度の推移を示す。なお、同図には、流量増大制御を実行したときの出口水温Ｔout、ポンプ吐出流量Ｑp、エンジンオイルおよびＡＴＦの各温度の推移を実線で、実行しなかったときのそれらの推移を二点鎖線で、それぞれ示している。
【００４５】
エンジン始動の開始後に電動ウォーターポンプ１６の運転が開始されると、冷却水が循環され始め、ブロック内Ｗ／Ｊ１２およびヘッド内Ｗ／Ｊ１３の通過中にエンジンから受け取った熱により、出口水温Ｔoutが時間の経過と共に上昇する。また、ＡＴＦウォーマー２１やオイルクーラー２５では、循環する冷却水の熱の一部がＡＴＦやエンジンオイルに伝えられるため、それらの温度も時間の経過と共に上昇する。なお、このときのポンプ吐出流量Ｑpは、冷却水の昇温を促進するため、比較的少ない流量とされている。
【００４６】
流量増大制御を実行しない場合、出口水温Ｔoutの上昇がそのまま成り行きで進行する。そして、時刻ｔ２において出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達すると、サーモスタット２８が開弁して、冷却水がラジエーター２７を経由して循環されるようになる。その結果、ラジエーター２７での放熱分、ＡＴＦウォーマー２１やオイルクーラー２５に伝えられる熱量が減少して、ＡＴＦやエンジンオイルの温度上昇が鈍るようになる。なお、ＡＴＦやエンジンオイルの温度上昇は、冷却水よりも遅れるため、この時点では、それらの温度が十分高まっていない可能性がある。
【００４７】
一方、流量増大制御を実行した場合、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔstに達した時刻ｔ１より、カウンターのカウントアップが開始される。また、この時刻ｔ１からは、流量増大制御の制御前期が開始される。上述したように制御前期には、要求出口水温として、サーモ開弁温度Ｔthermoの直前の開弁手前温度Ｔprに設定される。そのため、出口水温Ｔoutが開弁手前温度Ｔprに近づくにつれ、同出口水温Ｔoutの上昇が抑えられるように、ポンプ吐出流量Ｑpが次第に増大される。
【００４８】
時刻ｔ３において、カウンターの値が制御前期完了判定値βに達すると、流量増大制御は制御後期に移行する。そして、その後のポンプ吐出流量Ｑｐは、カウンターの値が遅延終了判定値αに達して流量増大制御が完了する時刻ｔ４まで最大流量Ｑmaxに維持される。ポンプ吐出流量Ｑpが最大流量Ｑmaxとされて、ヘッド内Ｗ／Ｊ１３を通過する冷却水の流量が増えると、単位質量の冷却水がヘッド内Ｗ／Ｊ１３の通過中にエンジンから受け取る熱量がその分減少して、出口水温Ｔoutの上昇が抑えられる。その結果、流量増大制御が終了する時刻ｔ４まで、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermo未満に維持され、サーモ開弁温度Ｔthermoへの出口水温Ｔoutの到達、すなわちラジエーター２７での放熱の開始は、流量増大制御の完了後の時刻ｔ５まで遅延される。そのため、流量増大制御を実行しない場合よりも、ＡＴＦやエンジンオイルの温度上昇が促進されるようになる。
【００４９】
また、流量増大制御が完了する時刻ｔ４には、遅延禁止フラグがセットされる。セットされた遅延禁止フラグは、エンジン始動の開始時にのみクリアされるため、流量増大制御は、その後に出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst以下に低下したとしても、次回のエンジン始動時までは、再び実行されることはない。ちなみに、エンジン始動の開始時における出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst以上のときにも、遅延禁止フラグがセットされるため、十分暖機された状態でエンジン始動が開始されるときには、流量増大制御は実行されないようになる。
【００５０】
また、遅延終了判定値αは、次のように設定されている。流量増大制御を実行してエンジンオイルの温度（以下、オイル温度と記載する）の上昇を促せば、オイル粘度の低下により、エンジンの摩擦損失が低減される。ただし、オイル温度が高くなり、冷却水温に近づくほど、オイル温度の上昇速度は小さくなる。一方、ポンプ吐出流量Ｑpを増大すれば、その分、電動ウォーターポンプ１６の消費電力が増え、その消費分の電力の発電が必要となる。ポンプ吐出流量Ｑｐの増大のため消費される電力は、単純に、流量増大制御の実行時間に比例して増える。そのため、摩擦損失の低減による燃費の改善分から発電負荷の増加による燃費の悪化分を引いた、流量増大制御によるトータルの燃費向上代は、ある程度までは、実行時間の長期化と共に大きくなるが、実行時間が一定の値となったところでピークを迎える。そして、それ以上、実行時間を長くすると、燃費の向上代は却って減少するようになる。そこで、本実施形態では、流量増大制御の実行時間が、同制御によるトータルの燃費の向上代がピークとなる時間となるように、遅延終了判定値αの値を設定している。
【００５１】
以上説明した本実施形態のエンジン冷却制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態のエンジン冷却制御装置は、サーモ開弁温度Ｔthermoよりも低い規定の遅延開始温度Ｔstまで出口水温Ｔoutが上昇したときに、同出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達しないように、ポンプ吐出流量Ｑpを増大させる流量増大制御を行う電子制御ユニット３１を備えている。そのため、ラジエーター２７での放熱の開始を遅延して、エンジンの排熱をより効率的に利用することができる。
【００５２】
（２）流量増大制御の実行により、暖機運転中のエンジンオイルの昇温が促進され、オイル粘度の低下により摩擦損失が低減されるため、エンジンの燃費性能が向上されるようになる。
【００５３】
（３）流量増大制御をその開始から規定の遅延実行時間Ｔαが経過した時点で終了し、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達する前に、そしてエンジンの暖機完了前に、流量増大制御によるポンプ吐出流量Ｑpの増大を終えるようにしている。そのため、流量増大制御実行中の電動ウォーターポンプ１６の消費電力の増加に伴うエンジンの燃費の悪化を抑えることができる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、エンジン冷却制御装置の第２実施形態を、図５を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５５】
第１実施形態では、流量増大制御において、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達しないように、ポンプ吐出流量Ｑpを増大させていた。ところが、狙い通りにポンプ吐出流量Ｑpが増大しなかったり、エンジンの発熱が想定よりも多かったりして、流量増大制御中に出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達してしまうことがあると、それ以降のポンプ吐出流量Ｑpの増大の継続は、発電負荷の増加を招くのみで燃費改善にはむしろ悪影響となる。そこで、本実施形態では、流量増大制御中に出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達したことが確認されたときには、予定の実行時間が経過する前であっても、その時点で直ちに流量増大制御を終了するようにしている。
【００５６】
図５に、そうした本実施形態のエンジン冷却制御装置において電子制御ユニット３１が実行するフラグ操作ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、第１実施形態のエンジン冷却制御装置における図３のルーチンの処理の代わりとして、電子制御ユニット３１により実行される。
【００５７】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ３００において、エンジン始動の開始時であるか否かが判定される。ここで、エンジン始動の開始時であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３０１に処理が進められ、そのステップＳ３０１において、そのときの、すなわちエンジン始動の開始時における出口水温Ｔoutが上述の遅延開始温度Ｔst以上であるか否かが判定される。そして、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ３０２において遅延禁止フラグがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。また、出口水温Ｔoutが遅延開始温度Ｔst以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３０３において遅延禁止フラグがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００５８】
一方、エンジン始動の開始時でない場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、ステップＳ３０４に処理が進められる。ステップＳ３０４に処理が進められると、そのステップＳ３０４において、上述のカウンターの値が遅延終了判定値α以上であるか否かが判定される。ここで、カウンターの値が遅延終了判定値α以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３０３において、遅延禁止フラグがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、カウンターの値が遅延終了判定値α未満であれば（ＮＯ）、ステップＳ３０５に処理が進められる。
【００５９】
ステップＳ３０５に処理が進められると、そのステップＳ３０５において、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermo以上であるか否かが判定される。ここで、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermo以上であれば（ＹＥＳ）、上述のステップＳ３０３に処理が進められ、そのステップＳ３０３において、遅延禁止フラグがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermo未満であれば（ＮＯ）、遅延禁止フラグの操作を行わないまま、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００６０】
こうした本実施形態では、流量増大制御の実行中に出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達すれば、その時点で直ちに流量増大制御が終了される。そのため、燃費改善の上で無効な、出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達して以降のポンプ吐出流量Ｑpの増大の継続が禁止されて、流量増大制御による燃費の改善効果がより確実に得られるようになる。
【００６１】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記各実施形態では、ポンプ吐出流量Ｑpを増大した状態を維持する制御後期に先立って、要求出口水温を開弁手前温度Ｔprに設定してポンプ吐出流量Ｑpを制御する制御前期を行うことで、制御後期の開始前に出口水温Ｔoutがサーモ開弁温度Ｔthermoに達することがないようにしていた。制御前期を行わずとも、ポンプ吐出流量Ｑpの増大前におけるサーモ開弁温度Ｔthermoへの出口水温Ｔoutの到達を十分抑止可能であれば、制御前期を省略して、制御後期の制御のみを行うようにしてもよい。
【００６２】
・上記各実施形態では、暖機運転期間の制御から通常運転の制御へとエンジン制御を切り換えるためのエンジンの暖機完了の判定を、出口水温Ｔoutに基づいて行うようにしていたが、それ以外のパラメーターに基づいてその判定を行うようにしてもよい。例えば、エンジン始動の開始からの経過時間が暖機完了判定値に達した時点でエンジンの暖機が完了したと判定するようにしてもよい。なお、そうした場合の暖機完了判定値は、固定値としたり、エンジン始動開始時の冷却水温に応じた可変値としたりすることができる。
【００６３】
・上記各実施形態では、流量増大制御の制御後期のポンプ吐出流量Ｑpを電動ウォーターポンプ１６の最大流量Ｑmaxとしていたが、同制御後期のポンプ吐出流量Ｑpをそれ以外の値とするようにしてもよい。要は、流量増大制御の制御後期のポンプ吐出流量Ｑpを、サーモ開弁温度Ｔthermoに達しないよう、出口水温Ｔoutの上昇を抑制可能な流量まで増大させれば、同制御の終了までラジエーター２７での放熱の開始を遅延することが可能である。
【００６４】
・流量増大制御の制御後期におけるポンプ吐出流量Ｑpを、エンジン始動開始時の冷却水温、エンジン始動開始後の吸入空気量や燃料噴射量の積算値、冷却水温の上昇速度などに応じて可変設定するようにしてもよい。
【００６５】
・上記各実施形態では、流量増大制御の実行時間（遅延終了判定値α）を固定した値としていたが、その値を、エンジン始動開始時の冷却水温、エンジン始動開始後の吸入空気量や燃料噴射量の積算値、冷却水温の上昇速度などに応じて可変設定するようにしてもよい。
【００６６】
・上記各実施形態では、開始から規定の時間が経過するまで流量増大制御を継続していたが、その途中でも、冷却水を搬送媒体としたエンジン排熱の供給先の温度（例えばエンジンオイルやＡＴＦの温度）が十分に高まったことが確認されたのであればその時点で流量増大制御を終了するようにしてもよい。また、制御開始からの経過時間ではなく、それらの温度に基づいて流量増大制御の終了時期を定めるようにしてもよい。
【００６７】
・上記各実施形態では、ウォータージャケットを経由して冷却水を循環させるポンプとして、電動ウォーターポンプ１６を採用していたが、エンジンの動力により動作される機械式の吐出流量可変型ウォーターポンプを採用するようにしてもよい。そうした場合であれ、ポンプ吐出流量を増大すれば、背反として同ポンプの駆動損失の増加による燃費の悪化を招くため、上記実施形態と同様の流量増大制御の実行時間の制限は、効率的に燃費を向上する上で有効である。
【００６８】
・上記各実施形態では、冷却水を熱搬送媒体として供給されるエンジンの排熱を、エンジンオイルやＡＴＦの昇温に利用する場合を説明したが、例えばスロットルボディの氷結解消や排気浄化用の触媒の暖機といった他の用途にエンジンの排熱を利用する場合にも、上記流量増大制御の実施により、同様の作用効果が奏せられる。すなわち、それらのような熱の需要先に対する熱供給が不十分な状態でサーモスタット２８が開弁して、ラジエーター２７での放熱が開始されれば、需要先への熱供給がその分少なくなってしまう。その点、上記流量増大制御を実施すれば、ラジエーター２７での放熱の開始を遅延できるため、需要先への熱供給をより効率的に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
１０…シリンダーブロック、１１…シリンダーヘッド、１２…ブロック内Ｗ／Ｊ（ウォータージャケット）、１３…ヘッド内Ｗ／Ｊ（ウォータージャケット）、１４…インレット部、１５…アウトレット部、１６…電動ウォーターポンプ（ポンプ）、１７…ヒーター経路、１８…クーラー経路、１９…ラジエーター経路、２０…ヒーターコア、２１…ＡＴＦウォーマー、２２…止水弁、２３…止水弁、２４…絞り、２５…オイルクーラー、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ラジエーター、２８…サーモスタット、２９…入口水温センサー、３０…出口水温センサー、３１…電子制御ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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