(57)【要約】【課題】冷却装置への注水作業において、エア抜き用の配管を設けることなくエア抜きが行え、しかも、エア抜きに伴って注水口から冷却液が吹きこぼれることを抑制できる、内燃機関の冷却装置及びエア抜き方法を提供する。【解決手段】電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備え、所定の指令信号に基づき、流量制御弁を複数の冷却液ラインの全てが開く位置に制御した状態で電動式ウォータポンプを第１所定期間駆動した後、流量制御弁をヒータコア冷却液ラインが開き他の冷却液ラインが閉じる位置に切替えた状態で電動式ウォータポンプを第２所定期間駆動するようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、前記複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備え、
所定の指令信号に基づき、前記流量制御弁を前記ヒータコア冷却液ラインが開き他の冷却液ラインが閉じる位置に制御した状態で前記電動式ウォータポンプを所定期間駆動する、内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、前記複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備え、
所定の指令信号に基づき、前記流量制御弁を前記複数の冷却液ラインの全てが開く位置に制御した状態で前記電動式ウォータポンプを第１所定期間駆動した後、前記流量制御弁を前記ヒータコア冷却液ラインが開き他の冷却液ラインが閉じる位置に切替えた状態で前記電動式ウォータポンプを第２所定期間駆動する、内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記第１所定期間における前記電動式ウォータポンプの吐出量よりも前記第２所定期間における前記電動式ウォータポンプの吐出量を少なくする、請求項２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
前記第１所定期間において前記電動式ウォータポンプの吐出量を増大変化させ、前記第１所定期間の終了時よりも前記第２所定期間における前記電動式ウォータポンプの吐出量を少なくする、請求項２記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
前記流量制御弁が、前記ヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインそれぞれの出口が接続される複数の入口ポートを有すると共に、前記電動式ウォータポンプの吸引側に接続される１つの出口ポートを有する、請求項１から４のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
前記流量制御弁が、流路切替えパターンとして、ヒータコア冷却液ラインの出口が接続される入口ポートを開き、他の冷却液ラインの出口が接続される入口ポートを閉じるパターンを少なくとも含む、請求項５記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項７】
前記ヒータコア冷却液ラインが、前記内燃機関のシリンダヘッド及び前記ヒータコアを経由しラジエータを迂回する冷却液ラインであり、
他の冷却液ラインとして、前記シリンダヘッド及び前記ラジエータを経由するラジエータ冷却液ラインと、前記車両用内燃機関のシリンダブロックを経由し前記ラジエータを迂回するブロック冷却液ラインと、を備え、
更に、前記シリンダヘッドと前記ラジエータとの間の前記ラジエータ冷却液ラインから分岐し、前記ラジエータを迂回して前記流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインを備える、請求項５又は６記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項８】
前記複数の冷却液ラインとして、更に、前記シリンダヘッド及び前記内燃機関の動力伝達装置を経由し前記ラジエータを迂回する動力伝達系冷却液ラインを備える、請求項７記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項９】
電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、前記複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備えた内燃機関の冷却装置におけるエア抜き方法であって、
所定の指令信号に基づき、前記流量制御弁を前記ヒータコア冷却液ラインが開き他の冷却液ラインが閉じる位置に制御し、
前記電動式ウォータポンプを所定期間駆動する、
内燃機関の冷却装置におけるエア抜き方法。
【請求項１０】
電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、前記複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備えた内燃機関の冷却装置におけるエア抜き方法であって、
所定の指令信号に基づき、前記流量制御弁を前記複数の冷却液ラインの全てが開く位置に制御し、
前記電動式ウォータポンプを第１所定期間駆動し、
前記第１所定期間が経過した後に前記流量制御弁を前記ヒータコア冷却液ラインが開き他の冷却液ラインが閉じる位置に切替え、
前記電動式ウォータポンプを第２所定期間駆動する、
内燃機関の冷却装置におけるエア抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置及びエア抜き方法に関し、詳しくは、注水するときに冷却液の循環経路からエアを抜く技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン本体の冷却水出口とラジエータ入口を接続する放熱用往路管と、ラジエータ出口とエンジン本体のウォータポンプの吸入側に連通する冷却水入口とを接続する放熱用復路管と、一端が冷却水出口に連通し他端がヒータコア入口に接続された温水導入管と、ヒータコア出口とエンジン本体のウォータポンプの吸入側に連通する温水戻り口とを接続する温水戻し管とを備えた内燃機関の冷却系において、ヒータコアとラジエータキャップ部をエア抜き配管にて接続し、温水戻し管をウォータポンプのエア抜き通路に利用することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０７２０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の冷却装置において、エア抜きのために配管を設けることは、部品コストの増大及び工数の増大になる。
また、ラジエータよりも高い位置にあるヒータコアを通過させるヒータコア冷却液ラインにはエア溜りが発生し易く、このヒータコア冷却液ラインに冷却水を十分に循環させてエア抜きを行うためにウォータポンプを高回転させると、エア抜きのために開放される注水口からの冷却液の吹きこぼれが発生する可能性があった。
【０００５】
そこで、本発明は、エア抜き用の配管を設けることなくエア抜きが行え、しかも、エア抜きに伴って注水口から冷却液が吹きこぼれることを抑制できる、内燃機関の冷却装置及びエア抜き方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本願発明は、電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、前記複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備え、所定の指令信号に基づき、前記流量制御弁を前記ヒータコア冷却液ラインが開き他の冷却液ラインが閉じる位置に制御した状態で前記電動式ウォータポンプを所定期間駆動するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、ヒータコア冷却液ラインに単独でしかもラジエータを迂回して冷却液を循環させることで、注水口からの冷却液の吹きこぼれを抑制しつつ、ヒータコア冷却液ラインに冷却液を供給でき、ヒータコア冷却液ラインからのエア抜きを促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関の冷却装置のシステム概略図である。
【図２】本発明の実施形態における内燃機関の運転状態での流量制御弁の制御を例示するタイムチャートである。
【図３】本発明の実施形態におけるエア抜き制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態におけるエア抜き制御の動作例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の冷却装置の一例を示す構成図である。
【００１０】
内燃機関１０は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２を有してなり、内燃機関１０の出力軸には、動力伝達装置の一例としての変速機２０が接続され、変速機２０の出力が図示省略した駆動輪に伝達される。つまり、内燃機関１０は、車両を駆動する動力源として用いられる。
内燃機関１０の冷却装置は、冷却水（冷却液）を循環させる水冷式冷却装置であり、電気式アクチュエータによって動作する電動式の流量制御弁３０、モータで駆動される電動式のウォータポンプ（ＥＬＷＰ）４０、ラジエータ５０、内燃機関１０に設けた冷却水通路６０、これらを接続する複数の配管７０で構成される。
【００１１】
内燃機関１０には、冷却水通路６０として、シリンダヘッド１１の気筒配列方向の一方端に設けた冷却水入口１３と、シリンダヘッド１１の気筒配列方向の他方端に設けた冷却水出口１４とを接続し、シリンダヘッド１１内に延設されるヘッド側冷却水通路６１を設けてある。
また、内燃機関６０には、冷却水通路６０として、ヘッド側冷却水通路６１から分岐してシリンダブロック１２に至り、シリンダブロック１２内に延設されて、シリンダブロック１２に設けた冷却水出口１５に接続されるブロック側冷却水通路６２を設けてある。シリンダブロック１２の冷却水出口１５は、冷却水出口１４が設けられる側と同じ気筒配列方向の端部に設けられる。
【００１２】
このように、図１に例示した冷却装置において、シリンダブロック１２には、シリンダヘッド１１を経由して冷却水が供給され、シリンダブロック１２に流れずにシリンダヘッド１１を通過した冷却水は冷却水出口１４から排出され、シリンダヘッド１１に流入した後シリンダブロック１２内を通過した冷却水は冷却水出口１５から排出される。
シリンダヘッド１１の冷却水出口１４には、第１冷却水配管７１（第１冷却液ライン、ラジエータ冷却液ライン）の一端が接続され、第１冷却水配管７１の他端は、ラジエータ５０の上側に設けた冷却水入口５１に接続される。
【００１３】
シリンダブロック１２の冷却水出口１５には、第２冷却水配管７２（第２冷却液ライン、ブロック冷却液ライン）の一端が接続され、第２冷却水配管７２の他端は、流量制御弁３０の４つの入口ポート３１−３４（流入側）のうちの第１入口ポート３１に接続される。
第２冷却水配管７２の途中には、内燃機関１０の潤滑油を冷却するためのオイルクーラー１６を設けてあり、オイルクーラー１６は、第２冷却水配管７２内を流れる冷却水と内燃機関１０の潤滑油との間で熱交換を行う。
【００１４】
また、第３冷却水配管７３（第４冷却液ライン、動力伝達系冷却液ライン）は、一端が第１冷却水配管７１に接続され、他端が流量制御弁３０の第２入口ポート３２に接続され、この第３冷却水配管７３は途中には、変速機２０の作動油を加熱するためのオイルウォーマー２１が設けられる。
オイルウォーマー２１は、第３冷却水配管７３内を流れる冷却水と変速機２０の作動油との間で熱交換を行う。つまり、シリンダヘッド１１を通過した冷却水を分流させて水冷式のオイルウォーマー２１に導き、オイルウォーマー２１において作動油を加熱させる。
【００１５】
更に、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン）は、一端が第１冷却水配管７１に接続され、他端が流量制御弁３０の第３入口ポート３３に接続される。
第４冷却水配管７４には、各種の熱交換デバイスが設けられている。
【００１６】
上記の熱交換デバイスとして、上流側から順に、車両用空調装置（エアコンディショナー）において空調空気を加熱するヒータコア９１、内燃機関１０の排気還流装置を構成する水冷式のＥＧＲクーラ９２、同じく排気還流装置を構成する排気還流量を調整するための排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）９３、内燃機関１０の吸入空気量を調整するスロットルバルブ９４が設けられる。
ヒータコア９１は、第４冷却水配管７４内の冷却水と空調空気との間で熱交換を行わせ、空調空気を暖めるデバイスである。
【００１７】
ＥＧＲクーラ９２は、排気還流装置によって内燃機関１０の吸気系に還流される排気と第４冷却水配管７４内の冷却水との間で熱交換を行わせ、吸気系に還流させる排気の温度を低下させるデバイスである。
また、排気還流制御弁９３及びスロットルバルブ９４は、第４冷却水配管７４内の冷却水との間で熱交換を行うことで暖められるように構成され、これにより排気中や吸気中に含まれる水分が、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４の周辺で凍結することを抑制する。
【００１８】
このように、シリンダヘッド１１を通過した冷却水を分流させて、ヒータコア９１、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４に導き、これらとの間での熱交換が行わせる。
また、第５冷却水配管７５は、一端がラジエータ５０の下側に設けた冷却水出口５２に接続され、他端が流量制御弁３０の第４入口ポート３４に接続される。
【００１９】
流量制御弁３０は、１つの出口ポート３５を有し、この出口ポート３５（流量制御弁３０の流出側）には、第６冷却水配管７６の一端が接続される。第６冷却水配管７６の他端は、ウォータポンプ４０の吸込口４１に接続される。
そして、ウォータポンプ４０の吐出口４２には第７冷却水配管７７の一端が接続され、第７冷却水配管７７の他端は、シリンダヘッド１１の冷却水入口１３に接続される。
【００２０】
また、第３冷却水配管７３、第４冷却水配管７４が接続される部分よりも下流側の第１冷却水配管７１に一端が接続され、他端が第６冷却水配管７６（流量制御弁３０の流出側）に接続される第８冷却水配管７８を設けてある。
流量制御弁３０は、前述したように、４つの入口ポート３１−３４と１つの出口ポート３５とを備え、入口ポート３１−３４には冷却水配管７２，７３，７４，７５がそれぞれ接続され、出口ポート３５に第６冷却水配管７６が接続される。
【００２１】
流量制御弁３０は、例えば回転式の流路切換バルブであり、複数のポート３１−３５が形成されたステータに、流路が設けられたロータを嵌装し、ロータを電動モータなどの電動アクチュエータで回転駆動してロータの角度位置を変更することで、ステータの各開口を接続する構成である。
そして、係る回転式の流量制御弁３０では、ロータ角度に応じて４つの入口ポート３１−３４の開口面積割合が変化し、ロータ角度の選定によって所望の開口面積割合（流量割合）に制御できるようにロータの流路などが適合される。
【００２２】
上記構成において、ヘッド側冷却水通路６１と第１冷却水配管７１とによって、シリンダヘッド１１及びラジエータ５０を経由するラジエータ冷却液ライン（第１冷却液ライン）が構成され、ブロック側冷却水通路６２と第２冷却水配管７２とによって、シリンダブロック１２を経由しラジエータ５０を迂回するブロック冷却液ライン（第２冷却液ライン）が構成される。
【００２３】
また、ヘッド側冷却水通路６１と第４冷却水配管７４とによって、シリンダヘッド１１及びヒータコア９１を経由しラジエータ５０を迂回するヒータコア冷却液ライン（第３冷却液ライン）が構成され、ヘッド側冷却水通路６１と第３冷却水配管７３とによって、シリンダヘッド１１及び変速機２０（動力伝達装置）のオイルウォーマー２１を経由しラジエータ５０を迂回する動力伝達系冷却液ライン（第４冷却液ライン）が構成される。
【００２４】
更に、第８冷却水配管７８によって、シリンダヘッド１１とラジエータ５０との間のラジエータ冷却液ラインから分岐し、ラジエータ５０を迂回して流量制御弁３０の流出側に合流するバイパスラインが構成される。
つまり、流量制御弁３０は、上述したラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン及び動力伝達系冷却液ラインの出口がそれぞれ流入側に接続され、流出側がウォータポンプ４０の吸引側に接続され、各冷却液ラインの出口開口面積を調整することで、ラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン及び動力伝達系冷却液ラインへの冷却水の供給量（分配割合）を制御する流路切り替え機構である。
【００２５】
なお、ラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン、動力伝達系冷却液ライン及びバイパスラインのうちのヒータコア冷却液ラインが最も高い位置に配される。
また、ラジエータ５０の上部には注水口５３が設けられ、この注水口５３は着脱可能なラジエータキャップ５４によって閉塞される。
【００２６】
冷却水出口１４近傍の第１冷却水配管７１内の冷却水温度、つまり、シリンダヘッド１１の出口付近の冷却水の温度を検出する第１温度センサ８１と、冷却水出口１５近傍の第２冷却水配管７１内の冷却水温度、つまり、シリンダブロック１２の出口付近で冷却水の温度を検出する第２温度センサ８２とを設けてある。
第１温度センサ８１の水温検出信号ＴＷ１及び第２温度センサ８２の水温検出信号ＴＷ２は、マイクロコンピュータを備える電子制御装置（コントローラ、制御ユニット）１００に入力される。そして、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０及び流量制御弁３０に操作信号を出力して、ウォータポンプ４０の吐出量、流量制御弁３０のロータ角度を制御する。
【００２７】
以下では、電子制御装置１００による冷却装置（流量制御弁３０、ウォータポンプ４０）の制御機能を説明する。
図２は、内燃機関１０の始動から暖機、更に、暖機完了後の機関運転状態における、各部の温度、流量制御弁３０のロータ角度、冷却水流量の相関の一例を概略的に示す図である。
【００２８】
流量制御弁３０は、ロータ角度がストッパで規制される基準角度位置から所定角度範囲内では、入口ポート３１−３４を全て閉じる（第１の流路切替えパターン）。
なお、入口ポート３１−３４を全て閉じる状態は、各入口ポート３１−３４の開口面積を零とする状態の他、零よりも大きい最小開口面積とする状態（漏れ流量が発生する状態）を含むものとする。
【００２９】
上記入口ポート３１−３４を全て閉じられる角度よりもロータ角度を増加させると、ヒータコア冷却液ラインの出口が接続される第３入口ポート３３が一定開度にまで開くようになり、その後、ロータ角度の増大に対して前記一定の流量を保持する（第２の流路切替えパターン）。
第３入口ポート３３が一定開度にまで開く角度から更にロータ角度を増大させると、ブロック冷却液ラインの出口が接続される第１入口ポート３１が開き出し、第１入口ポート３１の開口面積は、ロータ角度の増大に応じて漸増する（第３の流路切替えパターン）。
【００３０】
第１入口ポート３１が開き出する角度よりもより大きな角度位置で、動力伝達系冷却液ラインの出口が接続される第２入口ポート３２が一定開度まで開き、その後、ロータ角度の増大に対して前記一定開度を保持する（第４の流路切替えパターン）。
更に、第２入口ポート３２が一定開度まで開く角度よりも大きな角度位置で、ラジエータ冷却液ラインの出口が接続される第４入口ポート３４が開き出し、第４入口ポート３４の開口面積は、ロータ角度の増大に応じて漸増する（第５の流路切替えパターン）。
【００３１】
なお、第４入口ポート３４が開口面積は、開き始めの当初は第１入口ポート３１の開口面積よりも小さいが、ロータ角度の増大に応じて第１入口ポート３１の開口面積よりも大きくなるように設定される。
そして、電子制御装置１００は、第１温度センサ８１、第２温度センサ８２の検出出力に基づき、例えば以下のようにして流量制御弁３０及びウォータポンプ４０を制御する。
電子制御装置１００は、内燃機関１０の冷機始動時には、流量制御弁３０のロータ角度を、入口ポート３１−３４が全て閉じる位置（第１パターン）に制御し、バイパスラインを介して冷却水が循環するようにして、シリンダヘッド１１を暖機する。
【００３２】
第１温度センサ８１で検出されるシリンダヘッド１１の出口温度がシリンダヘッド１１の暖機完了を示す温度に達すると（時刻ｔ１）、電子制御装置１００は、ヒータコア冷却液ラインが開く角度位置（第２パターン）にまでロータ角度を増加させ、ヒータコア９１への冷却水の供給を開始させる。
次いで、第２温度センサ８２で検出されるシリンダブロック１２の出口温度が設定温度に達すると（時刻ｔ２）、電子制御装置１００は、ブロック冷却液ラインが開く角度位置（第３パターン）にまでロータ角度を増加させ、シリンダブロック１２への冷却水の供給を開始させる。
【００３３】
そして、シリンダブロック１２への冷却水の供給を開始してからシリンダブロック１２の出口温度が所定温度だけ上昇し、目標温度付近に達すると（時刻ｔ４）、電子制御装置１００は、動力伝達系冷却液ラインが開く角度位置（第４パターン）までロータ角度を増加させ、オイルウォーマー２１への冷却水の供給を開始させる。
以上のようにして各部の暖機が完了すると、電子制御装置１００は、シリンダヘッド１１の出口温度を目標温度付近に維持し、シリンダブロック１２の出口温度をシリンダヘッド１１の目標温度よりも高い目標温度に維持するように、温度上昇に応じてラジエータ冷却液ラインを開く角度（第５パターン）にまでロータ角度を増大させ、ラジエータ冷却液ラインの開口面積を調整すると共に、ウォータポンプ４０の吐出量を暖機運転中よりも増大させる。
【００３４】
ここで、シリンダヘッド１１の出口温度を目標温度付近に維持することが、シリンダブロック１２の出口温度を目標温度に維持することよりも優先されるようにしてある。つまり、例えば、内燃機関１０の高負荷運転時などにおいて、シリンダヘッド１１の出口温度が目標温度よりも高くなる一方で、シリンダブロック１２の出口温度が目標付近に維持されている場合、電子制御装置１００は、ラジエータ冷却液ラインの開口面積を増やし且つウォータポンプ４０の吐出量を増やす制御を行う（時刻ｔ５以降）。
従って、内燃機関１０の高負荷運転時には、シリンダヘッド１１の出口温度が目標付近に維持されるものの、シリンダブロック１２の出口温度が目標よりも低下する場合があり得る。
【００３５】
次に、車両の整備工場などにおいて冷却装置に冷却水を注水するときに、電子制御装置１００が実施する流量制御弁３０、ウォータポンプ４０の制御を、図３のフローチャートに従って説明する。
電子制御装置１００は、ステップＳ５０１にてエンジンキースイッチ（イグニッションスイッチ、電源スイッチ）のオン操作に基づき起動すると、ステップＳ５０２で、注水作業に伴うエア抜き指令信号（注水作業指令信号、所定の指令信号）が入力されているか否かを検出する。
【００３６】
注水作業を行う作業者は、例えば、電子制御装置１００に設けたコネクタに整備作業用の外部ツール３００を接続し、当該外部ツール３００を操作することで、外部ツール３００から電子制御装置１００に向けてエア抜き指令信号（エア抜きのための制御の実施を指示する信号）を出力させる。
例えば、作業者が、外部ツール３００において注水作業モードを選択する操作を行うと、注水作業の手順が表示され、手順毎に実施完了の確認操作を行うことで、エア抜きを実施すべき手順に達した時点で自動的にエア抜き指令信号が出力されるように、外部ツールを設定することができる。
【００３７】
また、外部ツール３００に、エア抜き指令信号の出力を行うか否か、換言すれば、電子制御装置１００にエア抜きのための制御動作を行わせるか否かのメニュー表示を行い、当該メニューに基づきエア抜き指令信号の出力を任意に選択できるよう構成することができる。
また、電子制御装置１００に設けたスイッチの操作によって電子制御装置１００がエア抜き指令信号を検出する構成としたり、車両に備えられる各種のペダルやスイッチ類を、特定のパターンで操作することで、電子制御装置１００がエア抜き指令信号を検出する構成としたりすることができる。
更に、電子制御装置１００が外部から無線送信でエア抜き指令信号を受け取る構成とすることができる。
【００３８】
電子制御装置１００は、エア抜き指令信号の入力がない場合、つまり、エア抜き要求がない場合には、エア抜き用制御を実施することなく本ルーチンを終了させる。
一方、電子制御装置１００は、エア抜き指令信号の入力を検出すると、ステップＳ５０３へ進み、流量制御弁３０のロータ角度を、４つの入力ポート３１−３４の全てが開き、かつ、ラジエータ冷却液ライン及びブロック冷却液ラインの出口開口面積が所定値以上となる第１所定角度に制御する。前記第１所定角度は、例えば、図２に示した第５パターンのロータ角度である。
【００３９】
次いで、電子制御装置１００は、ステップＳ５０４へ進み、ウォータポンプ４０を駆動する。ここで、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０の吐出量が徐々に増大するように、時間経過に伴ってウォータポンプ４０の目標回転速度（回転速度指令値）を漸増させる。
これは、注水作業が、ラジエータキャップ５４を外した状態で行われ、ウォータポンプ４０の回転速度（吐出量）を急に立ち上げると、ウォータポンプ４へのエアの噛み込みや冷却液ラインからのエアの押し出しなどに伴って、ラジエータ５０から流出する冷却液の変動及びラジエータ５０に戻される冷却液の変動が大きくなり、注水口５３からの冷却水の吹きこぼれが発生する可能性があるためである。
【００４０】
そこで、電子制御装置１００は、徐々にウォータポンプ４０の吐出量を上げることで、冷却液の流量変動を抑えつつ、必要な吐出量が得られるようにする。
なお、全冷却液ラインに冷却水を供給する状態の継続時間が所定時間（後述する第１所定時間）に達した時点で、ウォータポンプ４０の吐出量が所定量にまで増大するように、ウォータポンプ４０の回転速度（吐出量）の増大方向の変化速度が予め適合されている。
【００４１】
電子制御装置１００が、流量制御弁３０のロータ角度を第１所定角度に制御し、かつ、ウォータポンプ４０を回転駆動することで、ウォータポンプ４０から吐出される冷却水は全冷却液ラインに供給される。つまり、ラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン及び動力伝達系冷却液ラインを流れた冷却水は、流量制御弁３０を通過してウォータポンプ４０に吸引され、バイパスラインを流れた冷却水は流量制御弁３０を迂回してウォータポンプ４０に吸引され、再度に各ラインに向けて供給される。これにより、各ラインへの冷却水の充填が図られる。
【００４２】
そして、電子制御装置１００は、ステップＳ５０５で、流量制御弁３０のロータ角度を第１所定角度に制御しウォータポンプ４０を駆動している状態の継続時間が第１所定時間（第１所定期間）に達したか否かを検出する。
流量制御弁３０のロータ角度を第１所定角度に制御しウォータポンプ４０の駆動を開始してからの経過時間が第１所定時間に達していない場合、電子制御装置１００は、ステップＳ５０３に戻ることで、流量制御弁３０のロータ角度を第１所定角度とし、ウォータポンプ４０の吐出量を漸増させる処理を継続させる。
【００４３】
なお、前記第１所定時間の間、ウォータポンプ４０の回転速度を一定の加速度で連続的に高くすることができる他、所定のポンプ回転速度に達してから当該所定のポンプ回転速度を保持させる構成としたり、ポンプ回転速度を段階的に増大させたり、ポンプ回転速度の加速度を時間経過に伴って変更したりすることができる。
また、前記第１所定時間は、流量制御弁３０の全入口ポート３１−３４を開いた状態での冷却水の循環によって、各冷却液ライン（バイパスラインを含む）の冷却水の充填状態が収束するのに十分な時間として予め適合される。
【００４４】
電子制御装置１００は、ステップＳ５０５において、流量制御弁３０のロータ角度を第１所定角度としてウォータポンプ４０による冷却水の循環を開始させてからの経過時間が、前記第１所定時間に達すると、ステップＳ５０６へ進む。
なお、電子制御装置１００は、第１所定時間が経過した時点で一旦エア抜き制御（ウォータポンプ４０の駆動）を中断し、外部からの指令（作業者による次ステップへの移行指示）を待って、ステップＳ５０６へ進む構成とすることができる。また、電子制御装置１００は、第１所定時間が経過した時点から所定の遅延時間の経過を待ってステップＳ５０６へ進む構成とすることができる。
【００４５】
電子制御装置１００は、ステップＳ５０６で、流量制御弁３０のロータ角度を、第１、第２及び第４入口ポートを閉じ、第３入口ポートを開く角度、つまり、ラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン及び動力伝達系冷却液ラインを（開口面積≒０に）閉じ、ヒータコア冷却液ラインを所定開度（開口面積＞０）に開く第２所定角度に制御する。前記第２所定角度は、図２に示した第２パターンのロータ角度である。
更に、電子制御装置１００は、ステップＳ５０６で、ウォータポンプ４０の回転速度（吐出量）を、前記第１所定時間の終了時点よりも低い、ヒータコア冷却液ラインのエア抜き用の目標回転速度（目標吐出量）にまで低下させる。
【００４６】
電子制御装置１００が、流量制御弁３０のロータ角度を第２所定角度に制御し、ウォータポンプ４０を駆動することで、ウォータポンプ４０から吐出された冷却水は、第７冷却水配管７７、ヘッド側冷却水通路６１、第４冷却水配管７４（ヒータコア冷却液ライン）、流量制御弁３０をこの順に通過して、再度ウォータポンプ４０から同じ経路に向けて吐出されることになる。
【００４７】
第４冷却水配管７４（ヒータコア冷却液ライン）のヒータコア９１などが配置される部分は、他の配管部分よりも垂直方向における位置が高くエア溜りが発生し易い。そして、流量制御弁３０の全入口ポート３１−３４が開き、全冷却液ラインに冷却水が供給される状態では、ヒータコア９１付近の配管内のエア溜りの解消を図るためにウォータポンプ４０の吐出量を増やすと、注水作業のために開放される注水口５３からの冷却水の吹きこぼれが発生する可能性がある。換言すれば、注水口５３からの冷却水の吹きこぼれが発生しないように、第１所定時間の間でのウォータポンプ４０の吐出量を抑制する必要がある。
【００４８】
つまり、流量制御弁３０の全入口ポート３１−３４を開いた状態でウォータポンプ４０によって冷却水を循環させるようにした場合、ヒータコア冷却液ライン以外の冷却液ラインからのエア抜きを行うことができても、ヒータコア冷却液ラインのエア抜きを完了させることは難しく、ヒータコア冷却液ラインにエア溜りが残ってしまう。
そこで、電子制御装置１００は、第１所定時間の間で実施したエア抜き処理ではエア溜りが解消できていない可能性があるヒータコア冷却液ラインのエア抜きを実施すべく、ラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン及び動力伝達系冷却液ラインへの冷却水の供給を停止し、ヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を供給する。
【００４９】
ラジエータ冷却液ライン、ブロック冷却液ライン及び動力伝達系冷却液ラインへの冷却水の供給を停止し、ヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を供給する状態では、ラジエータ５０を迂回して冷却水が循環されるため、注水口５３からの冷却水の吹きこぼれを抑制でき、また、ウォータポンプ４０から吐出された冷却水は、一部がバイパスラインに流れるもののヒータコア冷却液ラインに集中的に流れる。
そして、ヒータコア冷却液ライン単独に冷却水を供給することで、ヒータコア９１付近のエア溜りの解消を図ることができ、ヒータコア冷却液ラインのエア溜りのエアは、第１冷却水配管７１などを介し、ラジエータ５０の注水口５３から排出される。
【００５０】
ここで、全冷却液ラインに冷却水を供給する場合よりも、ヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を供給する場合の方が、ウォータポンプ４０からの吐出量の要求は低くなる。そこで、電子制御装置１００は、ヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を供給する場合におけるウォータポンプ４０の吐出量（ポンプ回転速度）を、全冷却液ラインに冷却水を供給する場合に比べて低下させる。
電子制御装置１００は、ステップＳ５０６で、流量制御弁３０のロータ角度を第２所定角度に制御し、ウォータポンプ４０を駆動すると、ステップＳ５０７へ進み、流量制御弁３０のロータ角度を第２所定角度にした状態での冷却水の循環を第２所定時間（第２所定期間）だけ継続させたか否かを検出する。
【００５１】
前記第２所定時間は、ヒータコア冷却液ラインのエア抜き処理に十分な時間、つまり、第２所定時間だけヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を循環させることで、ヒータコア９１付近のエア溜りが解消されるものと見込まれる時間として予め適合される。
そして、電子制御装置１００は、ステップＳ５０７において、流量制御弁３０のロータ角度を第２所定角度にした状態で冷却水を循環させている時間が前記第２所定時間に達していないことを検出すると、ステップＳ５０６に戻ることで、流量制御弁３０のロータ角度を第２所定角度にした状態での冷却水の循環を継続させる。
【００５２】
一方、電子制御装置１００は、ステップＳ５０７において、流量制御弁３０のロータ角度を第２所定角度にした状態で冷却水を循環させている時間が前記第２所定時間に達したことを検出すると、ウォータポンプ４０の駆動及び流量制御弁３０の制御を停止させ、エア抜き処理を終了させる。
【００５３】
図４のタイムチャートは、電子制御装置１００が図３のフローチャートに従ってウォータポンプ４０及び流量制御弁３０を制御する注水作業状態における、流量制御弁３０のロータ角度やポンプ流量の変化を例示する。
時刻ｔ０にて、イグニッションスイッチ（エンジンスイッチ）がオフからオンに切り替わると、電子制御装置１００は、エア抜き指令の有無（注水作業状態であるか否か）を検出する。
【００５４】
そして、電子制御装置１００は、エア抜き指令がなければ、流量制御弁３０をデフォルト位置のままとし、かつ、ウォータポンプ４０の駆動は行わない。
なお、図４に示す例では、流量制御弁３０のデフォルト位置（デフォルト角度）を、第５パターン領域内のロータ回転の機械的な限界位置であって、全入口ポート３１−３４をそれぞれの最大開口面積に開く角度としてある。つまり、全入口ポート３１−３４を閉じる側の機械的な回転限界位置を０degとすると、デフォルト位置はロータ角度の値が最大となる機械的な回転限界位置である。
【００５５】
例えば、流量制御弁３０のロータをデフォルト位置に向けて付勢する弾性部材を備え、制御停止状態（通電停止状態）で流量制御弁３０のロータがデフォルト位置に戻るように構成することができる。
そして、電子制御装置１００は、時刻ｔ１にてエア抜き指令を入力すると（注水作業状態を検出すると）、流量制御弁３０をデフォルト位置（第５パターン、第１所定角度）としたままで、ウォータポンプ４０の駆動（通電）を開始することで、全冷却液ラインに冷却水が供給されるようにする。
【００５６】
電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０の駆動を開始した時刻ｔ１から、作動タイマのカウントアップを開始し、また、時刻ｔ１からの時間経過に伴ってウォータポンプ４０の回転速度（吐出量）を漸増させる。
そして、電子制御装置１００は、時刻ｔ２にて、作動タイマの値に基づいて第１所定時間の経過を検出すると、作動タイマの値をリセットすると共に、流量制御弁３０のロータ角度を、第１−第４入口ポート３１−３４が全て開くデフォルト位置（第５パターン、第１所定角度）から、第３入口ポート３３が開き第１、第２及び第４入口ポート３１，３２，３４が閉じる第２パターン（第２所定角度）に切替える。
【００５７】
また、電子制御装置１００は、時刻ｔ２にて、作動タイマの値に基づいて第１所定時間の経過を検出すると、ウォータポンプ４０の回転速度（吐出量）を、ヒータコア冷却液ラインのエア抜き用に設定された目標回転速度（目標吐出量）にまでステップ的に低下させる。
電子制御装置１００は、時刻ｔ２からの経過時間が第２所定時間に達するまでの間は、ウォータポンプ４０の回転速度（吐出量）を、ヒータコア冷却液ラインのエア抜き用に設定された目標回転速度（目標吐出量）に保持し、かつ、流量制御弁３０のロータ角度を第２パターン（第２所定角度）に保持する。
【００５８】
そして、電子制御装置１００は、時刻ｔ３にて、時刻ｔ２からの経過時間が第２所定時間に達したことを作動タイマの値に基づいて検出すると、ウォータポンプ４０の駆動（通電）を停止させてエア抜き処理を終了する。
以上説明した冷却装置によると、エア抜きのための専用の配管を設けることなくエア抜きが行え、しかも、エア抜きに伴って注水口５３から冷却液が吹きこぼれることを抑制できる。従って、エア抜きのための専用の配管を設けることによる部品コストの増大及び工数の増大を抑制でき、また、冷却水の注水作業を容易に行えるようになる。
【００５９】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、流量制御弁３０は、ロータ式に限定されるものではなく、例えば、電気式アクチュエータによって弁体を直線運動させる構造の流量制御弁を用いることができる。
【００６０】
また、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン）に、ヒータコア９１のみを配置する構成とすることができ、また、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン）に、ヒータコア９１と共に、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４のうちの１つ乃至２つを配置する構成とすることができる。
【００６１】
また、ブロック側冷却水通路６２とヘッド側冷却水通路６１とを内燃機関１０内で接続する通路を設けずに、ブロック側冷却水通路６２の入口をシリンダブロック１２に形成し、第７冷却水配管７７を途中で２つに分岐させ、一方をヘッド側冷却水通路６１に接続させ、他方をブロック側冷却水通路６２に接続させる配管構造とすることができる。
【００６２】
また、第１−第４冷却液ラインのうちの第４冷却液ライン（動力伝達装置ライン、変速機ライン、オイルウォーマーライン）を省略した冷却装置とすることができる。
また、第２冷却液ライン（ブロック冷却液ライン）にオイルクーラー１６が配置されない構造とすることができる。
【００６３】
また、バイパスライン（第８冷却水配管７８）に補助の電動式ウォータポンプを配置した構成とすることができ、また、電動式のウォータポンプ４０と共に内燃機関１０で駆動される機関駆動式のウォータポンプを備える構成とすることができる。
【００６４】
また、図３のフローチャートに示した制御の一例では、全冷却液ラインに冷却水を供給する処理を第１所定期間だけ実施した後に、ヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を供給する処理を第２所定期間だけ実施する構成としたが、全冷却液ラインへの冷却水の供給処理を省略し、エア抜き指令に基づきヒータコア冷却液ラインに単独で冷却水を供給する処理を所定期間だけ実施する構成とすることができる。
【００６５】
つまり、ウォータポンプによる循環を行わなくとも、注水口５３からの注水によってヒータコア冷却液ライン以外の各冷却液ラインに冷却水を充填できる場合には、全冷却液ラインへの冷却水の供給を省略することができる。
なお、全冷却液ラインへの冷却水の供給を行ってからヒータコア冷却液ラインに限定した冷却水の供給を行うか、最初からヒータコア冷却液ラインに限定した冷却水の供給を行うかを、作業者が選択できるよう構成することができる。例えば、外部ツールが、電子制御装置１００に向けてどちらのモードでエア抜きを行うかを指令する信号を出力する機能を備えることができる。
【００６６】
更に、本発明に係るエア抜き方法は、電動式ウォータポンプと、ラジエータを迂回しヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインと、前記複数の冷却液ラインそれぞれへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、を備えた冷却装置に適用可能であって、図１に示した循環経路を備えた冷却装置に限定されるものでないことは明らかである。
【符号の説明】
【００６７】
１０…内燃機関、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１６…オイルクーラー、２０…変速機（動力伝達装置）、２１…オイルウォーマー、３０…流量制御弁、３１−３４…入口ポート、３５…出口ポート、４０…ウォータポンプ、５０…ラジエータ、５３…注水口、５４…ラジエータキャップ、６１…ヘッド側冷却水通路、６２…ブロック側冷却水通路、７１…第１冷却水配管、７２…第２冷却水配管、７３…第３冷却水配管、７４…第４冷却水配管、７５…第５冷却水配管、７６…第６冷却水配管、７７…第７冷却水配管、７８…第８冷却水配管、８１…第１温度センサ、８２…第２温度センサ、９１…ヒータコア、９２…ＥＧＲクーラ、９３…排気還流制御弁、９４…スロットルバルブ、１００…電子制御装置
【図１】
2015178785.tif 000003
【図２】
2015178785.tif 000004
【図３】
2015178785.tif 000005
【図４】
2015178785.tif 000006