(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンの冷却装置において、エアの貯留を検知することを課題とする。【解決手段】本発明の冷却装置１は、エンジン２内部に形成されたウォータジャケット６と、このウォータジャケット６から抜き取った冷却水を貯留するタンク１５と、このウォータジャケット６とタンク１５との間で冷却水を移送させる電動ポンプ１７と、エンジン２の暖機判定に用いる壁温を計測する壁温センサ２７と、ウォータジャケット６内の圧力を計測する圧力センサ２９と、圧力センサ２９から得られるウォータジャケット６内の圧力に基づいて、ウォータジャケット６内のエアの貯留を検出するＥＣＵ３０とを備えている。【選択図】図１
2008223652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン内部に形成されたウォータジャケット内に貯留するエアを検出するエア検出手段を備えたエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内の圧力情報を取得し、当該ウォータジャケット内の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することを特徴としたエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
前記ウォータジャケットから抜き取った冷却水を貯留するタンクと、
前記ウォータジャケットと前記タンクとの間で冷却水を移送させる電動ポンプとを備え、
前記電動ポンプによって前記タンクから冷却水を前記ウォータジャケットへ戻した後、前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内の圧力情報を取得し、当該ウォータジャケット内の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することを特徴としたエンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
前記ウォータジャケットから抜き取った冷却水を貯留するタンクと、
前記ウォータジャケットと前記タンクとの間で冷却水を移送させる電動ポンプと、
前記エンジンの暖機が完了したことを判断する暖機判定手段と、を備え、
当該暖機判定手段により暖機完了と判定し、前記電動ポンプによって前記タンクから冷却水を前記ウォータジャケットへ戻した後、前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内の圧力情報を取得し、当該ウォータジャケット内の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することを特徴としたエンジンの冷却装置。
【請求項５】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内のエア発生予測部位、又は、エア貯留予測部位の圧力情報を計測し、当該部位の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することを特徴としたエンジンの冷却装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項記載のエンジンの冷却装置と、
機関温度計測手段とを備え、
前記エンジンの冷却装置が備えるエア検出手段によるエアの検出情報及び／又は機関温度計測手段による機関温度情報に基づいて、オーバーヒートに関する警告及び／又は出力制限制御が行われることを特徴としたエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの冷却装置においてウォータポンプによって圧送される冷却水は、シリンダブロック、シリンダヘッドなどの冷却を必要とする部位へ送られ、このような冷却対象部位から熱を奪う。冷却対象部位から熱を奪った冷却水はラジエータへ送られて、ラジエータにおいて熱を大気中に放出する。このように、エンジンは、エンジン内を循環する冷却水の熱交換により冷却されている。このような冷却水を循環させるエンジンでは、暖機の時間を短縮するため、暖機時にエンジン本体への冷却水の流通を抑制する構成のものがある。このような構成のエンジンでは、冷却水による熱の持ち去りが抑制されるため、暖機の促進が見込まれる。
【０００３】
しかしながら、このようなエンジンの冷却装置のウォータジャケットは常に冷却水で満たされているため、エンジンの暖機時にシリンダブロック、シリンダヘッドとともにウォータジャケット内の冷却水も温めなければならず、暖機に時間を要していた。このような問題に対し、特許文献１に開示されたエンジンの冷却装置では、暖機運転時にエンジン本体内の冷却水を抜き取り、ウォータジャケット内の冷却水の液面レベルを下げ、冷却水の熱容量を減らすことで、暖機性能が向上するという効果が得られている。
【０００４】
【特許文献１】実公平３−２６２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているようなエンジンの冷却装置は、暖機が完了すると、電動ポンプを駆動して抜き取った冷却水をウォータジャケットへ戻すとともに、ウォータポンプを駆動して冷却水の循環を始める。このように暖機完了後に冷却水をウォータジャケットへ戻すエンジンでは、冷却水を戻す際にウォータジャケット内にエアが残存して貯留することがある。このように、ウォータジャケット内にエアが貯留すると、エアの周辺の冷却水が沸騰し、気化した水蒸気による系内の圧力上昇が懸念される。また、エアの貯留する部位は冷却水の液面から露出するため高温になり、ひいては、エンジンがオーバーヒートを起こすおそれがある。しかしながら、このようなエアの残存を回避する手段やエアの残存を監視する手段は検討されていない。
【０００６】
そこで、本発明は、エンジンの冷却装置において、エアの貯留を検知することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決する本発明のエンジンの冷却装置は、エンジン内部に形成されたウォータジャケット内のエアを検出するエア検出手段を備えたことを特徴とする（請求項１）。このような構成とすることにより、前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内の圧力情報を取得し、当該ウォータジャケット内の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することができる（請求項２）。このような構成とすることにより、ウォータジャケット内の圧力を監視し、ウォータジャケット内のエアの貯留を検知することができる。
【０００８】
ところで、冷却水をウォータジャケットから抜き取って暖機を促進するエンジンでは、冷却水をタンクからウォータジャケットへ戻した際に、エアが残存して貯留することがある。本発明のエンジンの冷却装置は、前記ウォータジャケットから抜き取った冷却水を貯留するタンクと、前記ウォータジャケットと前記タンクとの間で冷却水を移送させる電動ポンプとを備え、前記電動ポンプによって前記タンクから冷却水を前記ウォータジャケットへ戻した後、前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内の圧力情報を取得し、当該ウォータジャケット内の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することができる（請求項３）。このような構成とすることにより、残存したエアをウォータジャケット内の圧力を監視して検知することができる。
【０００９】
このような冷却水を抜き取って暖機を促進するエンジンは、前記ウォータジャケットから抜き取った冷却水を貯留するタンクと、前記ウォータジャケットと前記タンクとの間で冷却水を移送させる電動ポンプと、前記エンジンの暖機が完了したことを判断する暖機判定手段と、を備え、当該暖機判定手段により暖機完了と判定し、前記電動ポンプによって前記タンクから冷却水を前記ウォータジャケットへ戻した後、前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内の圧力情報を取得し、当該ウォータジャケット内の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することができる（請求項４）。
【００１０】
このようなエンジンの冷却装置における前記エア検出手段は、前記ウォータジャケット内のエア発生予測部位、又は、エア貯留予測部位の圧力情報を計測し、当該部位の圧力情報に基づいて、前記ウォータジャケット内のエアを検出することができる（請求項５）。このような構成とすることにより、エアの影響によるウォータジャケット内の圧力の変化を感度よく迅速に検知することができる。エア発生予測部位は、例えば、高熱になりやすく冷却水が気化しやすい熱負荷の高い部位が相当する。また、シリンダヘッドの上部やウォータジャケットの下流端がエア貯留予測部位に相当する。シリンダヘッドの上部は、気体が上方へ集まることからエアが溜まりやすく、ウォータジャケットの下流端は、経路の下流ほど流れが澱み、エアが溜まりやすいため、エア貯留予測部位とみなすことができる。これらの部位以外であっても、ウォータジャケットの構造に従って流れが澱み、エアが溜まりやすい部位がエア貯留予測部位に相当する。なお、このようなエアが溜まりやすい部位は、エンジンの内部構造によって異なる。
【００１１】
さらに、本発明のエンジンは、このようなエンジンの冷却装置と、機関温度計測手段とを備え、前記エンジンの冷却装置が備えるエア検出手段によるエアの検出情報及び／又は機関温度計測手段による機関温度情報に基づいて、オーバーヒートに関する警告及び／又は出力制限制御が行われる（請求項６）。このようなエンジンは、エアの貯留によって系内の温度が上昇し、オーバーヒートのおそれがあることをドライバーに警告することができる。また、このような温度上昇がみられる場合には、エンジンの出力を抑え、オーバーヒートを防止することができる。なお、このような警告の通知手段としては、警告灯、警報、ディスプレイへの表示等、種々の手段を採用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のエンジンの冷却装置は、エンジンが暖機を完了したと判断すると、ウォータジャケット内の圧力と温度に基づいて、ウォータジャケット内のエアの貯留を検出する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の冷却装置１を組み込んだ直列に気筒を配置したエンジン２の概略構成を示した説明図である。エンジン本体３はシリンダヘッド４とシリンダブロック５とを備えており、シリンダヘッド４及びシリンダブロック５の内部には、ウォータジャケット６が形成されている。シリンダブロック５には、壁温センサ２７が埋設されており、ウォータジャケット６には水温センサ２８と圧力センサ２９が設置されている。この壁温センサ２７は、壁温の温度上昇がいち早く認知できる箇所に埋設する。また、圧力センサ２９の配置箇所は、高熱になりやすいシリンダヘッド４の近傍であることと、エアが浮上して集まる上部であることと、ウォータジャケット６の構造から冷却水の流れが滞留しやすい位置と判断される箇所であることの三点を総合的に判断して決定されている。なお、エンジン２はピストン（図示しない）の摺動方向が鉛直方向と一致するように車両へ搭載される。
【００１５】
冷却装置１は、ラジエータ７を備え、ウォータジャケット６とラジエータ７とは第一冷却水経路８で連通している。第一冷却水経路８にはウォータジャケット６に近い側から順にウォータポンプ９、サーモスタット１０、第一バルブ１１が配置されている。ウォータポンプ９は、インペラ（図示しない）の回転で圧送する機械式のポンプであって、クランクシャフト（図示しない）の回転を駆動源としている。サーモスタット１０は冷却水の温度が暖機完了となる温度に到達すると流路を変更する三方弁である。第一バルブ１１は第一冷却水経路８における冷却水の流通と遮断を制御することができる開閉弁である。
【００１６】
第一冷却水経路８にはウォータポンプ９とサーモスタット１０との間に第二冷却水経路１２の一端が接続されており、この第二冷却水経路１２の他端はラジエータ７に接続されている。第二冷却水経路１２には、ラジエータ７に近い側から順にリザーブタンク１３、第二バルブ１４が配置されている。リザーブタンク１３は、冷却水が貯留されるタンクである。第二バルブ１４は、第二冷却水経路１２における冷却水の流通と遮断を制御する開閉弁である。
【００１７】
さらに、冷却装置１はウォータジャケット６内の冷却水を収容できる容積を有したタンク１５を備えている。タンク１５は上部を密閉した保温タンクでエンジン本体３よりも下方に配置されている。ウォータジャケット６とタンク１５とは、第三冷却水経路１６で連通している。第三冷却水経路１６のウォータジャケット６側の端部は、シリンダブロック５の底部に接続されている。また、第三冷却水経路１６のタンク１５側の端部は、タンク１５の底部に開口している。第三冷却水経路１６には、タンク１５に近い側から順に電動ポンプ１７、第三バルブ１８が配置されている。電動ポンプ１７は電気で駆動される圧送ポンプである。第三バルブ１８は三方弁であり、この第三バルブには第三冷却水経路１６と、負圧ポンプ１９へ接続する経路とが接続されており、流路を制御するように構成されている。負圧ポンプ１９は、電動ポンプ１７の初期駆動に必要となる冷却水を電動ポンプ１７へ引き込むために配置されている。第三冷却水経路１６には第三バルブ１８とウォータジャケット６側との間に第四冷却水経路２０の一端が接続されている。この第四冷却水経路２０の他端は、サーモスタット１０の接続口の一つに接続している。
【００１８】
また、ウォータジャケット６とタンク１５とは、第五冷却水経路２１で連通している。第五冷却水経路２１のウォータジャケット６側の端部は、シリンダヘッド４内のウォータジャケット６に開口している。第五冷却水経路２１の他端側は、タンク１５の底面からタンク１５内の上方に向かって挿入されており、その端部２１ａはタンク１５内で空気層に開口するように設置されている。第五冷却水経路２１には第五バルブ２２が配置されている。第五バルブ２２は三方弁である。第五バルブ２２の二つの接続口は第五冷却水経路２１へ接続され、他の接続口には第六冷却水経路２３の一端が接続している。この第六冷却水経路２３の他端はラジエータ７へ接続している。
【００１９】
第二冷却水経路１２にはリザーブタンク１３と第二バルブ１４との間に第七冷却水経路２４の一端が接続されている。この第七冷却水経路２４の他端は、第六冷却水経路２３に接続している。第七冷却水経路２４には、第二冷却水経路１２に近い側から順にヒータコア２５と第七バルブ２６が配置されている。ヒータコア２５はエンジン２が搭載された車両の室内を暖気する装置で、第七バルブ２６は第七冷却水経路２４における冷却水の流通と遮断を制御する開閉弁である。
【００２０】
また、冷却装置１は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０を備えており、ＥＣＵ３０は、壁温センサ２７、水温センサ２８、圧力センサ２９の各々と電気的に接続されている。また、第一バルブ１１、第二バルブ１４、第三バルブ１８、第五バルブ２２、第七バルブ２６はＥＣＵ３０と電気的に接続されており、ＥＣＵ３０の信号に基づいて弁の開閉状態を変える。さらに、ＥＣＵ３０は、冷却装置１の不具合をドライバーに通知する故障警告灯３１と電気的に接続されている。この壁温センサ２７は、本発明の暖機判定手段及び機関温度計測手段に相当し、圧力センサ２９とＥＣＵ３０とは組み合わさって、本発明のエア検出手段に相当する機能を有する。
【００２１】
次に、エンジン２の冷却装置１の始動前から暖機完了までの動作の概要を説明する。図２は、始動前から暖機完了までのウォータジャケット６とタンク１５との間の冷却水の供給状態を示した説明図である。図２（ａ）はエンジン２の始動前の状態（「初期」状態）を示し、図２（ｂ）はエンジン２においてイグニションをＯＮとすることによってタンク１５からウォータジャケット６へ冷却水を供給している状態（「供給」状態）を示し、図２（ｃ）はクランキングを行い、エンジン２を始動させた状態（「始動」状態）を示している。図２（ｄ）はエンジン２の始動後に、再び、ウォータジャケット６からタンク１５へ冷却水を抜き取る状態（「排水」状態）を示し、図２（ｅ）はエンジン２の暖機が完了して、タンク１５からウォータジャケット６へ冷却水が再度供給された状態（「暖機後」状態）を示している。図３は、エンジン２の始動前から暖機完了までのシリンダブロック５の壁温及び冷却水温度の温度変化を示した説明図である。図３の縦軸は温度、横軸は時間を示し、細線がシリンダブロック５の壁温を表し、太線が冷却水温度を表している。図３の横軸上に示した「初期」、「供給」、「始動」、「排水」、「暖機後」におけるエンジン２の状態は、それぞれ図２（ａ）の「初期」状態、図２（ｂ）の「供給」状態、図２（ｃ）の「始動」状態、図２（ｄ）の「排水」状態、図２（ｅ）の「暖機後」状態に対応させて示されている。
【００２２】
次に、時間とともに変化するウォータジャケット６とタンク１５との冷却水の移送の様子を始動前から暖機完了に亘って詳細に説明する。本実施例の冷却装置１は、エンジン２が停止状態となると、即座に電動ポンプ１７を駆動して、ウォータジャケット６内の加熱された状態の冷却水をタンク１５へ移送させる。移送された冷却水はタンク１５において次のエンジン始動まで保温される。「初期」状態は、始動開始前であるから、冷却水はタンク１５内に貯留され、ウォータジャケット６内はほぼ空の状態となっている。
【００２３】
「供給」状態では、冷却水が電動ポンプ１７によってタンク１５からエンジン本体３へ移送される。このとき、図３に示すように、タンク１５で保温されていた冷却水は、ウォータジャケット６内へ供給されることによって、シリンダヘッド４、シリンダブロック５を昇温させることができる。
【００２４】
ここで、「供給」状態における冷却装置１内の冷却水の流れについて図４を参照しつつ説明する。図４中の点線の経路は、冷却水やエアが流通しない経路を示している。
【００２５】
「供給」状態では、冷却水の温度は暖機完了と判断される温度以下であるため、サーモスタット１０は、ウォータポンプ９側の接続口と第四冷却水経路２０側の接続口とを連通させ、ラジエータ７からの冷却水の流入を遮断している。このとき、ＥＣＵ３０は、第三バルブ１８の負圧ポンプ１９側の接続口を閉鎖し、電動ポンプ１７側の接続口とウォータジャケット６側の接続口とを連通させる。また、ＥＣＵ３０は、第五バルブ２２の第六冷却水経路２３側の接続口を閉鎖し、ウォータジャケット６側の接続口とタンク１５側の接続口とを連通させる。ＥＣＵ３０は、第二バルブ１４を閉弁状態として、ラジエータ７からの冷却水の流入を遮断している。また、ＥＣＵ３０は、第一バルブ１１、第七バルブ２６を閉弁状態としている。なお、ＥＣＵ３０は、電動ポンプ１７の初期作動に必要な冷却水が電動ポンプ１７内に不足している場合に、第三バルブ１８の電動ポンプ１７側の接続口と負圧ポンプ１９側の接続口とを連通させ、負圧ポンプ１９の吸引力によって、冷却水を電動ポンプ１７へ引き込む。ＥＣＵ３０は、電動ポンプ１７の動作に必要な冷却水が電動ポンプ１７に供給されると、第三バルブ１８の流路を電動ポンプ１７側の接続口とウォータジャケット６側の接続口とが連通する状態へ戻す。
【００２６】
電動ポンプ１７は、ＥＣＵ３０からの指令信号によって動作を開始する。電動ポンプ１７の動作が開始されると、タンク１５に貯留された冷却水は、第三冷却水経路１６を通じて、ウォータジャケット６へ流入する。また、第三冷却水経路１６の途中から冷却水の一部が分岐して、第四冷却水経路２０へ流入する。この第四冷却水経路２０へ流入した冷却水は、第一冷却水経路８を通じて、ウォータポンプ９へ流入する。このとき、エンジン２は未だ始動していないので、ウォータポンプ９は作動していないが 、冷却水はウォータポンプ９のインペラ（図示しない）の隙間を抜けて、ウォータジャケット６へ流入する。こうして、タンク１５で保温されていた冷却水が、ウォータジャケット６へ流入するので、エンジン本体３が暖機される。このように、タンク１５に貯留していた冷却水がウォータジャケット６へ流入する一方、ウォータジャケット６内部のエアが第五冷却水経路２１へ排出される。このように吐出されたエアは、第五冷却水経路２１を通じて、タンク１５へ送られる。
【００２７】
冷却装置１は、「供給」状態におけるタンク１５からウォータジャケット６への冷却水の移送を終えると、次に、「始動」状態へ移行する。「始動」状態では、タンク１５からウォータジャケット６への冷却水の供給が完了した後、スタータ（図示しない）を回転させて、エンジン２を始動させる。
【００２８】
「排水」状態では、再び、ウォータジャケット６からタンク１５へ冷却水を抜き取る。エンジン２が始動すると、燃焼によってシリンダヘッド４、シリンダブロック５は徐々に温められて、シリンダブロック５の壁温の温度が冷却水の温度よりも高温となる。このような状態では、冷却水からシリンダブロック５への熱の伝達が無くなるだけでなく、却ってエンジン２の燃焼から発生する熱量が冷却水に奪われることになるため、シリンダブロック５の暖機遅延の一因となる。このため、「排水」状態では、冷却水を電動ポンプ１７によってウォータジャケット６からタンク１５へ抜き取り、暖機時間を短縮させている。
【００２９】
ここで、「排水」状態における冷却装置１内の冷却水の流れについて図５を参照しつつ説明する。図５中の点線の経路は冷却水やエアが流通しない経路を示している。
【００３０】
この状態の冷却水は、ウォータジャケット６からタンク１５へ流れる。このとき、冷却水の温度は暖機完了と判断される温度以下であり、サーモスタット１０は、ウォータポンプ９側の接続口と第四冷却水経路２０の接続口とを連通させ、ラジエータ７からの冷却水の流入を遮断する。ＥＣＵ３０は、第三バルブ１８の負圧ポンプ１９側の接続口を閉鎖し、電動ポンプ１７側の接続口とウォータジャケット６側の接続口とを連通させる。また、第五バルブ２２の第六冷却水経路２３側の接続口を閉鎖し、ウォータジャケット６側の接続口とタンク１５側の接続口とを連通させる流路を接続する。さらに、ＥＣＵ３０は、第二バルブ１４を閉弁状態として、ラジエータ７からの冷却水の流入を遮断している。また、第一バルブ１１、第七バルブ２６を閉弁状態としている。
【００３１】
「排水」状態では、ＥＣＵ３０は電動ポンプ１７を停止する。電動ポンプ１７が停止すると、ウォータジャケット６内の冷却水は自然落下により、第三冷却水経路１６を通じて、エンジン本体３より下方に設置されたタンク１５へ移送される。ウォータジャケット６から移送された冷却水がタンク１５内に流入することにより、タンク１５内に存在していたエアは、第五冷却水経路２１を通じてウォータジャケット６側へ押し出される。このような工程を経ることにより、ウォータジャケット６内の冷却水をタンク１５へ抜き取ることができる。これにより、抜き取った冷却水分の熱容量が減少するので、シリンダヘッド４、シリンダブロック５の暖機が促進される。
【００３２】
冷却水を排水した状態で、ＥＣＵ３０は、壁温センサ２７から得られるシリンダブロック５の壁温が暖機完了の温度に到達したと判定すると、タンク１５内の冷却水をウォータジャケット６へ再度供給する。このときの冷却水の流れは、図４に示した「供給」状態と共通する。ただし、このとき、ウォータポンプ９は駆動されているので、ウォータポンプ９による冷却水の吐出も冷却水の移送に寄与する。また、この冷却水の供給が完了すると、ＥＣＵ３０は自身が備えるＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に冷却水の供給がされたことを示すフラグをＯＮとして記録する。
【００３３】
冷却装置１は、暖機が完了してから冷却水の供給が終わると、次に「暖機後」状態へ移行する。ここで、「暖機後」状態における冷却装置１内の冷却水の流れについて図６を参照して説明する。
【００３４】
この状態では、冷却水の温度は暖機完了と判断される温度に到達しており、サーモスタット１０は、ウォータポンプ９側の接続口とラジエータ７側の接続口を連通させ、第四冷却水経路２０側の接続口を遮断する。ＥＣＵ３０は、第三バルブ１８のウォータジャケット６側の接続口を閉鎖し、第三バルブ１８への冷却水の流入を遮断する。これにより、第三冷却水経路１６への冷却水の流通が遮断される。また、ＥＣＵ３０は第五バルブ２２のタンク１５側の接続口を閉鎖し、ウォータジャケット６側の接続口とラジエータ７側の接続口とを連通させる。また、ＥＣＵ３０は、第一バルブ１１、第二バルブ１４、第七バルブ２６を開弁する。このような状態とすることにより、冷却水はラジエータ７、ウォータジャケット６を循環する。
【００３５】
このようにエンジン２の暖機後では、ラジエータ７で冷却された冷却水がエンジン２内を循環し、シリンダヘッド４及びシリンダブロック５が運転状態に適した温度に冷却される。
【００３６】
以上説明したように、冷却装置１は、ウォータジャケット６とタンク１５との間で冷却水の移送を行い、エンジン２を早期に暖機している。しかしながら、このような冷却水の移送を行うと、ウォータジャケット６内にエアが残存し貯留してしまうことがある。このようにウォータジャケット６内にエアが貯留することでエアの周辺の冷却水が沸騰し、気化した水蒸気によりウォータジャケット６内の圧力が過度に上昇してしまうことがある。このような圧力の過度の上昇を軽減するために、ＥＣＵ３０は貯留するエアの検出を行う。以下において、ＥＣＵ３０がウォータジャケット６内に貯留したエアを検出する制御について図７の制御フローを参照して説明する。
【００３７】
ステップＳ１では、ＥＣＵ３０は、エンジンの冷却装置が暖機完了したか否かを判断する。ＥＣＵ３０は、シリンダブロック５に配置した壁温センサ２７から取得するシリンダブロック５の壁温が８０℃以上であれば、暖機完了と判断する。これは、本実施例では、シリンダブロック５の壁温が８０℃に到達すると、暖機が完了したと設定しているためである。ステップＳ１でＹＥＳと判断される場合、すなわち、シリンダブロック５の壁温が８０℃以上である場合には、ステップＳ２へ進む。
【００３８】
ステップＳ２では、ＥＣＵ３０は、冷却水がウォータジャケット６へ供給された状態であるか否かを判断する。すなわち、図２の（ｅ）の「暖機後」状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ３０は自身が備えるＲＡＭに記録されている冷却水の供給を示すフラグを確認し、フラグがＯＮであれば、暖機完了後に冷却水が供給された状態であると判断する。ステップＳ２でＹＥＳと判断される場合、すなわち、暖機が完了して、ウォータジャケット６内に冷却水が再度供給された後である場合、ステップＳ３へ進む。
【００３９】
ステップＳ３では、ＥＣＵ３０は、ウォータジャケット６内の圧力が異常値を示しているか否かを判断する。ウォータジャケット６内にエアが貯留するとウォータジャケット６内の圧力が上昇することがある。ＥＣＵ３０は、このような圧力の上昇を圧力センサ２９から取得される計測値によって判断し、ウォータジャケット６内にエアが貯留していることを検出する。ＥＣＵ３０は、圧力センサ２９の取得する値が、本実施例においてエアの貯留を判断する基準の圧力値として設定した１５０ｋＰａを超えている場合に、ウォータジャケット６内が過剰な圧力となっていると判断する。ステップＳ３でＹＥＳと判断される場合、すなわち、ウォータジャケット６内の圧力が１５０ｋＰａとなっている場合には、ステップＳ４へ進む。
【００４０】
ステップＳ４では、ＥＣＵ３０は、エアが貯留しているとの判定を行う（エア溜まり判定）。ステップＳ４に至ったということは、エアが貯留していると判断することができる条件を満たしているため、ＥＣＵ３０は、エアが貯留すると判定し、エアの貯留を示すフラグをＯＮとしてＲＡＭに記録する。このステップＳ４の処理を終えると、ステップＳ５へ進む。
【００４１】
ステップＳ５では、ＥＣＵ３０は、シリンダブロック５の温度がステップＳ１で判断した温度よりも上昇し、オーバーヒートを起こす危険域に達しているか否かを判断する。ＥＣＵ３０は、壁温センサ２７から取得される温度が１２０℃以上であると危険域に達したと判断する。これは、本実施例において、危険域に達したとする温度を１２０℃に設定しているためである。ステップＳ５でＹＥＳの場合、すなわち、壁温センサ２７から取得された温度が１２０℃以上である場合には、ステップＳ６へ進む。
【００４２】
ステップＳ６では、ＥＣＵ３０は、故障警告灯３１を点灯して運転者に警告を発するとともに、エンジン２の出力を制限してエンジン２のオーバーヒートを防止する。ステップＳ６の処理を終えるとリターンとなる。
【００４３】
ところで、ＥＣＵ３０がステップＳ１でＮＯと判断する場合、又は、ステップＳ２でＮＯと判断する場合、未だエアの貯留を判断すべき状態ではないため、エアの貯留の判断は行わず、リターンとなる。ステップＳ３でＮＯと判断される場合、すなわち、ウォータジャケット６内の圧力が１５０ｋＰａに達していない場合には、ＥＣＵ３０は、エアが貯留していないと判断し、リターンとなる。また、ＥＣＵ３０がステップＳ５でＮＯと判断する場合、エアが貯留しているが、エンジン２が危険域に達したとする温度に到達していないため、ドライバーへの通知やエンジン２の出力制限の処理は行わずリターンとなる。
【００４４】
以上のように、本発明の冷却装置１は、暖機完了後、冷却水を再供給したウォータジャケット６内の圧力、シリンダブロック５の温度に基づいて、ウォータジャケット６内のエアの貯留を検出する。
【００４５】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【００４６】
例えば、実施例中でシリンダブロックに埋設した壁温センサは、シリンダヘッドに埋設してもよく、シリンダヘッドの壁温に基づいて、暖機完了の判定をしてもよい。また、暖機完了判定は、冷却水温度を参照して決定してもよい。また、実施例の制御において、エアの貯留を判断した際に、シリンダ壁温に関わらず、故障警告灯を表示してもよいし、エンジンの出力を制限してもよい。なお、実施例の制御において判断の基準として設定した温度及び圧力の値は一例であり、エンジンの種類や運転状況に合わせて種々の値をとることができる。
【００４７】
また、ウォータジャケット６内の圧力を取得する圧力センサ２９は、以下のように配置することができる。図８は、エンジンに配置した圧力センサの位置を示した説明図であって、（ａ）は、ピストンが鉛直方向に沿って摺動するように気筒を配置したエンジンを側面側から見た場合を示し、（ｂ）はピストンが水平方向に沿って摺動するように気筒を配置したエンジンを前面側から見た場合を示している。圧力センサ２９は、特に、エア発生予測部位、又は、エア貯留予測部位に配置されることにより、迅速なエア貯留の検出ができる。図８（ａ）に示すように、エンジンの気筒を縦に配置していれば、ウォータジャケット６内の上部で、ウォータポンプ９から最も離れた位置に配置する。この配置箇所は、高熱になりやすいシリンダヘッド４の近傍であることと、発生したエアが浮上して集まる上部であることと、ウォータジャケット６の構造から冷却水の流れが滞留しやすい位置と判断される箇所であることの三点を総合的に判断して決定されている。
【００４８】
また、本発明の他の実施例では、ピストンが水平方向に摺動するように気筒を配置したエンジンにおいて、圧力センサ３２の配置位置は、図８（ｂ）に示すようなシリンダヘッド３４側のウォータジャケット３６内の上部で、ウォータポンプ３９から最も離れた位置に配置する。この配置箇所は、上記のエンジンの場合と同様に、高熱になりやすいシリンダヘッド３４の近傍であること、発生したエアが浮上して集まる上部であること、ウォータジャケット３６の構造から冷却水の流れが滞留しやすい位置と判断される箇所であることを総合的に判断して決定されている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施例の冷却装置を組み込んだピストンが鉛直方向に沿って摺動するように気筒を配置したエンジンの概略構成を示した説明図である。
【図２】始動前から暖機完了までのウォータジャケット内とタンク内との冷却水の移送の様子について示した説明図であって、（ａ）は「初期」状態を示し、（ｂ）は「供給」状態を示し、（ｃ）は「始動」状態を示し、（ｄ）は「排水」状態を示し、（ｅ）は「暖機後」状態を示した説明図である。
【図３】エンジンの始動前から暖機完了までのシリンダブロックの壁温及び冷却水温度の温度変化を示した説明図である。
【図４】「供給」状態のエンジンの冷却装置における冷却水の流れを示した説明図である。
【図５】「排水」状態のエンジンの冷却装置における冷却水の流れを示した説明図である。
【図６】「暖機後」状態のエンジンの冷却装置における冷却水の流れを示した説明図である。
【図７】ＥＣＵが行うエア検出の制御フローである。
【図８】エンジンに配置した圧力センサの位置を示した説明図であって、（ａ）は、ピストンが鉛直方向に沿って摺動するように気筒を配置したエンジンの概略を示し、（ｂ）はピストンが水平方向に沿って摺動するように気筒を配置したエンジンの概略を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  冷却装置
２  エンジン
３  エンジン本体
４  シリンダヘッド
５  シリンダブロック
６  ウォータジャケット
７  ラジエータ
９  ウォータポンプ
１３  リザーブタンク
１５  タンク
１７  電動ポンプ
１９  負圧ポンプ
２７  壁温センサ
２８  水温センサ
２９  圧力センサ
３０  ＥＣＵ
３１  故障警告灯
３４  シリンダヘッド
３６  ウォータジャケット
３９  ウォータポンプ
４０  圧力センサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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