(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記サーモスタットバルブに対する加熱の開始後、少なくとも前記ラジエータからの冷却媒体の温度に基づいて前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを推定し、この推定される温度の低下度合いに応じて前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度とに基づいて推定する
請求項１記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを、前記目標温度領域内で予め設定された温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度とに基づいて推定する
請求項１記載のエンジンの冷却装置。
【請求項４】
前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いの推定に用いられる前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が、前記サーモスタットバルブに対する加熱開始時における温度である
請求項２記載のエンジンの冷却装置。
【請求項５】
前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いの推定に用いられる前記ラジエータからの冷却媒体の温度が、前記サーモスタットバルブに対する加熱開始時における温度である
請求項１〜４のいずれかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項６】
前記加熱制御手段は、前記推定される前記冷却媒体の温度の低下度合いに対応して所定の判定値を設定し、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度がこの設定した判定値を下回るとき、前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止する
請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項７】
前記加熱制御手段は、前記推定される前記冷却媒体の温度の低下度合いが大きいほど前記判定値を高い値に設定する
請求項６記載のエンジンの冷却装置。
【請求項８】
エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定の判定値を下回るときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止するとともに、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対して前記ラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど前記所定の判定値を高い値に設定する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項９】
エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、
前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定の判定値を下回るときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止するとともに、前記目標温度領域内で予め設定された温度に対して前記ラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど前記所定の判定値を高い値に設定する
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項１０】
前記冷却媒体は、前記エンジンの出力軸から供給される動力に基づいて循環されるものであり、前記加熱制御手段は、前記エンジンの回転速度が速いほど前記判定値を高い値に設定する
請求項８又は９記載のエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷却媒体を循環させてエンジンを冷却するエンジンの冷却装置に関し、特に電気的に加熱可能なサーモスタットバルブを備えて上記冷却媒体の循環量を電子制御するエンジンの冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンとラジエータとの間の冷却媒体（冷却水）の循環量をサーモスタットバルブを用いて制御するエンジンの冷却装置が周知である。このエンジンの冷却装置においては、熱によって膨張可能な部材を用いて構成されるサーモスタットバルブを備え、エンジンの冷却水の温度（冷却水温）に応じて開閉態様が変化する該サーモスタットバルブの開閉動作を通じて、エンジンとラジエータとの間の冷却水の循環量が制御される。
【０００３】
また従来は、こうしたエンジンの冷却装置として、例えば特許第２６６２１８７号公報に見られるように、上記サーモスタットバルブをヒータによって電気的に加熱することで、冷却水温に応じた開弁量よりも大きな開弁量となるようサーモスタットバルブを電子制御する装置も提案されている。
【０００４】
このような冷却装置では、上記冷却水温を目標温度に制御すべく、水温センサにより検出される冷却水温が上記目標温度を超えることに基づいて上記サーモスタットバルブのヒータに対する通電を行うようにしている。これにより、サーモスタットバルブの開弁量が増大され、ひいてはラジエータを通過する冷却水の流量が増加して、目標温度を超えて上昇した冷却水温の速やかな低下が図られるようになる。そして、同冷却装置では、こうして冷却水温が目標水温を下回ったことの検知に基づいて、上記ヒータへの通電が遮断される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記冷却装置の場合、冷却水温が目標水温を超えたとき、サーモスタットバルブのヒータに通電を行うことで、目標温度を超えて上昇した冷却水温を速やかに低下させることは確かにできる。しかし、同装置ではその後、冷却水温が目標水温を下回ったことの検知に基づいてヒータへの通電を遮断するようにしていることから、冷却水温の低下の度合いが激しい場合、その温度が目標水温を過度に下回ることもある。そして、このようにエンジンの冷却水温が過度に低下するようなことがあると、フリクションの増大や燃費の悪化を招くようにもなる。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気的に加熱可能なサーモスタットバルブを備えて冷却媒体の循環量を電子制御するに際して、冷却媒体の温度の過度の低下を好適に回避することのできるエンジンの冷却装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記サーモスタットバルブに対する加熱の開始後、少なくとも前記ラジエータからの冷却媒体の温度に基づいて前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを推定し、この推定される温度の低下度合いに応じて前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止することをその要旨とする。
【０００８】
サーモスタットバルブの開弁に際し、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が過度に低いと、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が過度に低下するおそれがある。
【０００９】
この点、上記構成では、少なくともラジエータからの冷却媒体の温度に基づいてエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを推定し、この推定される温度の低下度合いに応じてサーモスタットバルブに対する加熱を停止する。このため、サーモスタットバルブに対する加熱制御に際し、ラジエータからの冷却媒体の温度が低いことに起因してエンジンを冷却する冷却媒体の温度が過度に低下することを回避することができ、ひいては、目標温度領域への好適な制御を行うことができるようになる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度とに基づいて推定することをその要旨とする。
【００１１】
サーモスタットバルブの開弁に際し、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が過度に低下しやすい。
【００１２】
この点、上記構成によれば、エンジンを冷却する冷却媒体の温度とラジエータからの冷却媒体の温度とに基づいてエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを推定することで、同低下度合いを的確に推定することができるようになる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを、前記目標温度領域内で予め設定された温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度とに基づいて推定することをその要旨とする。
【００１４】
サーモスタットバルブの開弁に際し、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が過度に低下しやすい。ここで、サーモスタットバルブの開弁時のエンジンを冷却する冷却媒体の温度は、上記加熱制御手段によって制御される目標温度領域内にあるものと考えることができる。
【００１５】
この点、上記構成によれば、目標温度領域内で予め設定された温度とラジエータからの冷却媒体の温度とに基づいてエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを推定することで、同低下度合いを的確に推定することができるようになる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いの推定に用いられる前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が、前記サーモスタットバルブに対する加熱開始時における温度であることをその要旨とする。
【００１７】
サーモスタットバルブの開弁に伴いエンジンを冷却する冷却媒体の温度がどれだけ低下するかは、サーモスタットバルブの開弁時においてエンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度がどれだけ低いかに依存する。
【００１８】
ここで、上記構成では、エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いの推定に用いられるエンジンを冷却する冷却媒体の温度を、サーモスタットバルブに対する加熱開始時における温度とする。このため、上記構成によれば、この加熱開始時の温度によって、サーモスタットバルブの開弁に伴うエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを的確に把握することができるようになる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いの推定に用いられる前記ラジエータからの冷却媒体の温度が、前記サーモスタットバルブに対する加熱開始時における温度であることをその要旨とする。
【００２０】
サーモスタットバルブの開弁に伴いエンジンを冷却する冷却媒体の温度がどれだけ低下するかは、サーモスタットバルブの開弁時においてエンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度がどれだけ低いかに依存する。
【００２１】
ここで、上記構成では、エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いの推定に用いられるラジエータからの冷却媒体の温度をサーモスタットバルブに対する加熱開始時における温度とする。このため、上記構成によれば、この加熱開始時の温度によって、サーモスタットバルブの開弁に伴うエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いを的確に把握することができるようになる。
【００２２】
なお、上記各請求項１〜５のいずれかに記載の発明は、請求項６記載の発明によるように、前記加熱制御手段は、前記推定される前記冷却媒体の温度の低下度合いに対応して所定の判定値を設定し、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度がこの設定した判定値を下回るとき、前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止するようにしてもよい。
【００２３】
これにより、推定されるエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いに応じた加熱の停止にかかる制御を簡易に行うことができるようになる。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記加熱制御手段は、前記推定される前記冷却媒体の温度の低下度合いが大きいほど前記判定値を高い値に設定することをその要旨とする。
【００２４】
上記構成では、推定される冷却媒体の温度の低下度合いが大きいほど上記加熱の停止に用いる判定値が高い値に設定される。このため、エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いが大きく加熱制御の停止後のエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いが大きい場合であれ、同エンジンを冷却する冷却媒体の温度の過度の低下を好適に回避することができる。
【００２５】
請求項８記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定の判定値を下回るときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止するとともに、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対して前記ラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど前記所定の判定値を高い値に設定することをその要旨とする。
【００２６】
エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど、サーモスタットバルブの開弁に伴うエンジンを冷却する冷却媒体の温度は低下しやすい。
【００２７】
ここで、上記構成では、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど上記加熱の停止に用いる判定値が高い値に設定される。このため、加熱開始後のエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いが大きい場合であれ、同温度の過度の低下を好適に回避することができ、ひいては、目標温度領域への好適な制御を行うことができるようになる。
【００２８】
請求項９記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じて開弁量が変化し、前記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを加熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定の判定値を下回るときに前記サーモスタットバルブに対する加熱を停止するとともに、前記目標温度領域内で予め設定された温度に対して前記ラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど前記所定の判定値を高い値に設定することをその要旨とする。
【００２９】
サーモスタットバルブの開弁に際し、エンジンを冷却する冷却媒体の温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が過度に低下しやすい。ここで、サーモスタットバルブの開弁時のエンジンを冷却する冷却媒体の温度は、上記加熱制御手段によって制御される目標温度領域内にあるものと考えることができる。
【００３０】
この点、上記構成では、目標温度領域内で予め設定された温度に対してラジエータからの冷却媒体の温度が低いほど上記加熱の停止に用いる判定値を高い値に設定する。このため、加熱開始後のエンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いが大きい場合であれ、同温度の過度の低下を好適に回避することができ、ひいては、目標温度領域への好適な制御を行うことができるようになる。
【００３１】
請求項１０記載の発明は、請求項８又は９記載の発明において、前記冷却媒体は、前記エンジンの出力軸から供給される動力に基づいて循環されるものであり、前記加熱制御手段は、前記エンジンの回転速度が速いほど前記判定値を高い値に設定することをその要旨とする。
【００３２】
エンジンを冷却する冷却媒体の温度の低下度合いは、ラジエータとエンジンとの間を循環する冷却媒体の流速に依存する。そして、冷却媒体がエンジンの出力軸から供給される動力に基づいて循環される場合には、上記冷却媒体の流速は、エンジンの回転速度に略比例する。
【００３３】
この点、上記構成によれば、エンジンの回転速度が速いほど上記判定値を高く設定することで、エンジンを冷却する冷却媒体の温度の過度の低下を好適に回避することができるようになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるエンジンの冷却装置をガソリンエンジンの冷却装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３５】
図１に、本実施形態にかかるエンジンの冷却装置の全体構成を示す。このエンジンの冷却装置は、エンジン２のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成された冷却水配管に冷却水を流通させることで、エンジン２の冷却等を行うものである。
【００３６】
同図１に示すように、このエンジンの冷却装置においては、エンジン２から流出される冷却水は、出口通路４を介して冷却通路１０、バイパス通路（メインバイパス通路２０、サブバイパス通路２２）に流出する。ここで、冷却通路１０には、冷却水を冷却するラジエータ１２が設けられている。
【００３７】
また、上記ラジエータ１２を介した冷却通路１０内の冷却水とバイパス通路２０、２２内の冷却水とは、電子制御式の電子サーモスタット３０に流入する。そして、この電子サーモスタット３０から流出する冷却水は入口通路４０を介してエンジン２に供給される。上記入口通路４０には、冷却水を強制的に流動させるウォータポンプ４２が備えられている。このウォータポンプ４２は、エンジン２の動力によって、すなわち、エンジン２の出力軸を介して駆動される。
【００３８】
ここで、電子サーモスタット３０は、ラジエータ１２を通過して流入する冷却通路１０内の冷却水とバイパス通路２０内の冷却水とが上記入口通路４０へ流出する流量を制御するものである。図２に、この電子サーモスタット３０の構成を示す。
【００３９】
この電子サーモスタット３０は、上記ラジエータ１２を通過して流入する冷却通路１０内の冷却水と、メインバイパス通路２０を介して流入する冷却水とが上記入口通路４０へ流出する流量を制御するワックス式の制御弁（サーモスタットバルブ）を備えている。この制御弁は、温度に応じて圧縮及び膨張するワックスを利用することで、エンジン２の上記シリンダブロック等を循環した冷却水の水温に応じてその弁体が機械的に開閉するものである。更に、この電子サーモスタットは、この制御弁のワックスを電気的に加熱することでその開弁量を電子制御するものである。
【００４０】
同図２に示すように、この電子サーモスタット３０は、上記冷却通路１０と連結する第１入力ポート３０ａ、上記メインバイパス通路２０と連結する第２入力ポート３０ｂ、上記サブバイパス通路２２と連結する第３入力ポート３０ｃ、及び、上記入口通路４０と連結する出力ポート３０ｄを備えている。そして、上記制御弁の弁体として、第１入力ポート３０ａ及び出力ポート３０ｄ間の流路面積を制御する弁体３１と、第２入力ポート３０ｂ及び出力ポート３０ｄ間の流路面積を制御する弁体３２を備えている。これら弁体３１及び弁体３２は、弁軸３３に連結されており、これにより、弁体３１及び弁体３２は一体的に動作する。
【００４１】
また、上記制御弁は、上記ワックスの充填された感温部３４を備えており、この感温部３４内のワックスが膨張することで、上記弁軸３３を付勢するようになっている。すなわち、感温部３４内のワックスが膨張すると、弁体３１が開弁方向に、また弁体３２が閉弁方向に付勢される。換言すれば、感温部３４内のワックスが膨張することで、冷却通路１０及び入口通路４０間の流路面積が拡大され、またメインバイパス通路２０及び入口通路４０間の流路面積が縮小される。そして、弁体３１が全開となることで冷却通路１０及び入口通路４０間の流路面積が最大となったときに、弁体３２が閉弁してメインバイパス通路２０及び入口通路４０間の流路面積が「０」となる。なお、上記弁体３１及び弁体３２は、スプリング３５によって弁体３１の閉弁方向へ付勢されている。
【００４２】
上記感温部３４は、サブバイパス通路２２から流入した冷却水の温度に応じて圧縮及び膨張するように配置されている。すなわち、サブバイパス通路２２から流入した冷却水がウォータポンプ４２へと流出する際に通過する流通通路に接して配置されている。これにより、エンジン２を冷却する冷却水の温度が高いときには、感温部３４がサブバイパス通路２２からの冷却水によって温められるために、弁体３１が開弁し弁体３２が閉弁する。一方、エンジン２を冷却する循環した冷却水の温度が低いときには、感温部３４がサブバイパス通路２２からの冷却水によって冷やされるために、弁体３１が閉弁し弁体３２が開弁する。
【００４３】
この電子サーモスタット３０は、更に上記感温部３４を電気的に加熱するＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータ３６を備えている。そして、このＰＴＣヒータ３６への通電制御によって、サブバイパス通路２２からの冷却水の温度に応じた弁体３１、３２の機械的な開閉制御とは別に、弁体３１、３２の開閉を電子制御する。
【００４４】
なお、本明細書においては、特に断りのない限り、冷却通路１０及び入口通路４０間の流路面積にかかる弁体３１の開閉状態を電子サーモスタット３０の開閉状態と定義する。
【００４５】
更に、本実施形態にかかるエンジンの冷却装置は、先の図１に示すように、上記エンジン２や、電子サーモスタット３０を制御する電子制御装置５０を備えている。この電子制御装置５０は、中央処理装置５１と、同中央処理装置５１で行われる演算プログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）５２、更に、外部から取り込まれるデータを記憶するＲＡＭ(Random Access Memory)５３とを備えている。
【００４６】
この電子制御装置５０においては、各種センサの検出結果が取り込まれ、上記中央処理装置５１内で所定の演算が施された後、制御信号が出力される。特に電子制御装置５０では、エンジン２の運転状態に基づいて電子サーモスタット３０を制御する。詳しくは、本実施形態では、同図１に示すように、エンジン２の出力軸の回転速度を検出する回転速度センサ６１とエンジン２に吸入される空気量を検出するエアフローメータ６２とを備えている。そして、図３に示すように、エアフローメータ６２の検出値である吸入空気量（エンジン負荷Ｑ）とエンジン２の出力軸の回転速度ＮＥとに基づいて電子サーモスタット３０の通電制御を行う。すなわち、本実施形態では、エンジン負荷Ｑ及びエンジン回転速度ＮＥによって定まる所定の運転条件下においては電子サーモスタット３０を機械的に制御し、それ以外の運転条件下においては電子サーモスタット３０への通電、より具体的にはＰＴＣヒータ３６への通電を行うよう設定がなされている。
【００４７】
これは、エンジン２のフリクションの低下及び燃費の向上とエンジン２の動力性能の向上との両立を図るべく行われる。すなわち、制御目標とする冷却水の水温領域である目標温度領域を、上記所定の運転条件下においては高めに設定することでエンジン２のフリクションを低減し、ひいては燃費の向上を図る。また、それ以外の運転領域においては電子サーモスタット３０への通電を行うことで上記目標温度領域を上記所定の条件下におけるものよりも低めに設定し、エンジン２の動力性能の向上を図る。ここで、通電を行う領域は、エンジン２の負荷Ｑが所定値以上となる領域とする。そして、この通電を行う所定値は、エンジン回転速度ＮＥによって可変設定する。
【００４８】
このように、電子サーモスタット３０の通電を行うことで、図４に示すように電子サーモスタット３０が開弁するエンジン冷却水温が低温側にシフトする。ちなみに、上記感温部３４内のワックスの膨張に基づく電子サーモスタット３０の機械的な開弁は、この開弁量が全開及び全閉の間の所定の開度領域Δθとなる冷却水温領域が、上記エンジン２の所定の運転条件下における目標温度領域１となるように設定されている。そして、通電制御を行うことで、所定の開度領域Δθとなる冷却水温領域が低温側に、すなわち、目標温度領域２にシフトする。
【００４９】
ところで、図３に示した電子サーモスタット３０の通電領域にあっても、エンジン冷却水温を上記目標温度領域２に制御すべく、エンジン冷却水温が所定以下となるときには通電を停止する。しかしこのように、エンジン冷却水温が所定以下となるときに通電を停止するようにしたとしても、エンジン冷却水温が上記目標温度領域２を過度に下回るおそれがある。
【００５０】
そこで、本実施形態では、エンジン２を冷却する冷却水温とラジエータ１２からの冷却水温とに基づいて電子サーモスタット３０の通電に伴う上記エンジン２を冷却する冷却水温の低下度合いを推定する。そして、この推定される冷却水温の低下度合いに応じて電子サーモスタット３０に対する通電を停止する。これにより、エンジン２を冷却する冷却水温が目標温度領域２を過度に下回ることを回避することができるようになる。ちなみに、エンジン２を冷却する冷却水温に対してラジエータ１２からの冷却水温が低いほど、エンジン２を冷却する冷却水温が過度に低下しやすい。そこで本実施形態では、エンジン２を冷却する冷却水温とラジエータ１２からの冷却水温とに基づいて通電に伴うエンジン２を冷却する冷却水温の低下度合いを推定して通電を停止することで、通電停止を的確に行う。
【００５１】
詳しくは、電子サーモスタット３０の通電時において、エンジン２を冷却する冷却水温が所定の判定値を下回ったときに通電を停止するとともに、この判定値を、上記推定されるエンジン２を冷却する冷却水温の低下度合いが大きいほど高い値に設定する。換言すれば、エンジンを冷却する冷却水温に対してラジエータ１２からの冷却水温が低いほど上記低下度合いが大きいと推定されることから、エンジン２を冷却する冷却水温に対してラジエータからの冷却水温が低いほどを判定値を高い値に設定する。
【００５２】
更に、電子サーモスタット３０の通電時において、エンジン２の回転速度が高いほど上記所定の判定値を高い値に設定する。これにより、エンジン２を冷却する冷却水温の過度の低下のいっそうの回避を図る。ちなみに、エンジン２を冷却する冷却水温の低下度合いは、ラジエータ１２とエンジン２との間を循環する冷却水の流速に依存する。そして、この流速は、エンジン２の出力軸から供給される動力によって駆動されるウォータポンプ４２の動力に依存するため、エンジンの回転速度に略比例することとなる。
【００５３】
具体的には、本実施形態では、先の図１に示すように、上記出口通路４にエンジン２通過後のエンジン水温ＴＨＷ１を検出する水温センサ７０を、また、冷却通路１０のうちラジエータ１２の下流側にラジエータ１２通過後のラジエータ水温ＴＨＷ２を検出する水温センサ７１をそれぞれ備える。また、これらエンジン水温ＴＨＷ１からラジエータ水温ＴＨＷ２を引いた値である水温差ＤＬＴＨＷ、及び、エンジン回転速度ＮＥと上記所定の判定値Ａとの関係を定義する図５に例示するマップを備える。
【００５４】
ここで、水温差ＤＬＴＨＷがエンジン水温ＴＨＷ１の低下度合いを推定するためのパラメータである。また、所定の判定値Ａは、そのときの水温差ＤＬＴＨＷから判断して、通電開始に伴いエンジン水温ＴＨＷ１がこの値を下回ったなら通電を停止しなければ同エンジン水温ＴＨＷ１の過度の低下が避けられないと想定される値に設定される。なお、このマップは、先の図１に示したＲＯＭ５２に格納される。
【００５５】
ここで、本実施形態にかかる通電制御にかかる処理手順について図６に基づいて更に説明する。
図６は、上記処理手順を示すフローチャートである。この処理は、上記電子制御装置５０のＲＯＭ５２に格納されたプログラムが中央処理装置５１によって実行されることで行われる。また、この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返し実行される。
【００５６】
この一連の処理においては、まず、ステップ１００において、上記水温センサ７０によるエンジン水温ＴＨＷ１と、水温センサ７１によるラジエータ水温ＴＨＷ２と、回転速度センサ６１によるエンジン回転速度ＮＥと、エアフローメータ６２による吸入空気量（エンジン負荷Ｑ）とを読み込む。そして、ステップ１１０において、上記ステップ１００にて読み込まれたエンジン水温ＴＨＷ１からラジエータ水温ＴＨＷ２を引いた水温差ＤＬＴＨＷを算出する。そして、水温差ＤＬＴＨＷが算出されると、ステップ１２０において、先の図５に示すマップから、この水温差ＤＬＴＨＷとエンジン回転速度ＮＥとに対応した上記判定値Ａを演算する。
【００５７】
一方、ステップ１３０においては、上記ステップ１００において読み込まれたエンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷Ｑとに基づいて電子サーモスタット３０の通電条件が成立しているか否か、換言すれば、先の図３に示した電子サーモスタット３０の通電領域にあるか否かを判断する。そして、通電条件が成立していないと判断されると、ステップ１５０において、上記ＰＴＣヒータ３６を非通電状態とする。
【００５８】
これに対し、ステップ１３０において通電条件が成立していると判断されると、ステップ１４０においてエンジン水温ＴＨＷ１が上記所定の判定値Ａを下回ったか否かを判断する。そして、エンジン水温ＴＨＷ１が所定の判定値Ａ以上であると判断されると、ステップ１６０に移行し、上記ＰＴＣヒータ３６の通電がなされる。これに対し、ステップ１４０においてエンジン水温ＴＨＷが所定の判定値Ａを下回ったと判断されると、ステップ１５０に移行する。なお、これらステップ１５０、１６０の後、このフローチャートに示す一連の処理を一旦終了する。
【００５９】
このようにエンジン水温ＴＨＷ１からラジエータ水温ＴＨＷ２を引いた水温差ＤＬＴＨＷに基づいて可変設定される判定値Ａを下回ったときに電子サーモスタット３０の通電を停止するために、図７に示すように、エンジン水温ＴＨＷ１の過度の低下を回避することができる。これに対し、例えばエンジン水温ＴＨＷ１が目標温度領域２の最小値を下回ったときに通電を停止すると、同図７に２点鎖線で示すようにエンジン水温ＴＨＷ１が過度に低下することがある。
【００６０】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）エンジン水温ＴＨＷ１に対してラジエータ水温ＴＨＷ２が低いほど通電制御を停止する際の所定の判定値Ａを高い値に設定した。このため、エンジン水温ＴＨＷ１に対してラジエータ水温ＴＨＷ２が低いことに起因してエンジン水温ＴＨＷ１が過度に低下することを回避することができるようになる。
【００６１】
（２）電子サーモスタット３０の通電時において、エンジン２の回転速度が高いほど上記所定の判定値Ａを高い値に設定した。これにより、エンジン水温ＴＨＷ１の過度の低下をいっそう好適に回避することができる。
【００６２】
（３）エンジン負荷Ｑの大きいときには、同エンジン負荷Ｑの小さい所定の運転条件下におけるよりもエンジン水温ＴＨＷ１の目標温度領域を低く設定した。これにより、エンジン負荷Ｑが大きいときのエンジン２の動力性能を好適に高めることができるとともに、エンジン負荷Ｑの小さな所定の運転条件下においてはエンジン２のフリクションの低減や燃費の向上を図ることができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかるエンジンの冷却装置をガソリンエンジンの冷却装置に適用した第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６４】
上記第１の実施形態では、逐次変化するエンジン水温ＴＨＷ１から同じく逐次変化するラジエータ水温ＴＨＷ２を引いた水温差ＤＬＴＨＷに基づいて通電の停止にかかる判定値Ａを可変設定した。これに対し、本実施形態では、電子サーモスタット３０の通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１に対して同通電開始時のラジエータ水温ＴＨＷ２が低いほどこの通電の停止にかかる判定値Ａを高い値に設定する。
【００６５】
ちなみに、サーモスタット３０の通電開始に伴いエンジン水温ＴＨＷ１がどれだけ低下するかは、通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１に対してラジエータ水温ＴＨＷ２がどれだけ低いかに依存する。すなわち、通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１に対してラジエータ水温ＴＨＷ２が低いほど、通電開始に伴いエンジン水温ＴＨＷ１は低下しやすい。このため、本実施形態では、通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１に対してラジエータ水温ＴＨＷ２が低いほど、通電開始に伴うエンジン水温ＴＨＷ１の低下度合いが大きいと推定する。そして、この推定される低下度合いが大きいほど判定値Ａを高い値に設定することで、エンジン水温ＴＨＷ１の過度の低下の回避を図る。
【００６６】
具体的には、本実施形態においても、エンジン水温ＴＨＷ１からラジエータ水温ＴＨＷ２を引いた値である水温差ＤＬＴＨＷ、及び、エンジン回転速度ＮＥと上記所定の判定値Ａとの関係を定義する先の図５と同様のマップを用いる。ここでも、判定値Ａは、通電開始に伴いエンジン水温ＴＨＷ１がこの値を下回ったなら通電を停止しなければ同エンジン水温ＴＨＷ１の過度の低下が避けられないと推定される値に設定される。ただし、ここでは、上記推定は、通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１から通電開始時のラジエータ水温ＴＨＷ２を引いた値である水温差ＤＬＴＨＷに基づいて行われるものであるため、水温差ＤＬＴＨＷに対する判定値Ａの値は、先の図５に示すものとは異なったものとすることが望ましい。なお、このマップも先の図１に示したＲＯＭ５２に格納される。
【００６７】
ここで、本実施形態にかかる通電制御にかかる処理手順について図８に基づいて更に説明する。
図８は、上記処理手順を示すフローチャートである。この処理は、上記電子制御装置５０のＲＯＭ５２に格納されたプログラムが中央処理装置５１によって実行されることで行われる。また、この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返し実行される。
【００６８】
この一連の処理においては、まず、ステップ２００において、先の図６に示したステップ１００と同様の処理を行う。そして、ステップ２１０において、先の図６に示したステップ１３０同様、上記ステップ２００にて読み込まれたエンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷Ｑとに基づいて電子サーモスタットの通電条件が成立しているか否かを判断する。そして、通電条件が成立していないと判断されると、ステップ２６０において、先の図６のステップ１５０同様、ＰＴＣヒータ３６を非通電状態とする。
【００６９】
一方、ステップ２１０にて電子サーモスタット３０の通電条件が成立していると判断されると、ステップ２２０において、電子サーモスタット３０の非通電（オフ）状態から通電（オン）状態へと切り替わったときであるか否かを判断する。すなわち、ここでは、電子サーモスタット３０の通電開始時であるか否かを判断する。そして、ステップ２００において、電子サーモスタット３０の通電開始時であると判断されると、ステップ２３０に移行する。
【００７０】
このステップ２３０においては、通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１から同通電開始時のラジエータ水温ＴＨＷ２を引くことで水温差ＤＬＴＨＷを算出する。そして、ステップ２４０において、先の図６のステップ１２０と同様、この水温差ＤＬＴＨＷと上記ステップ２００において読み込んだエンジン回転速度とから、判定値Ａをマップ演算する。なお、この判定値Ａは、先の図１に示したＲＡＭ５３に記憶しておく。
【００７１】
そして、ステップ２２０において電子サーモスタット３０の通電開始時ではないと判断されたときや、ステップ２４０において判定値Ａをマップ演算したときには、ステップ２５０に以降する。ステップ２５０では、先の図６のステップ１４０同様、エンジン水温ＴＨＷ１が上記所定の判定値Ａを下回ったか否かを判断する。そして、エンジン水温ＴＨＷ１が所定の判定値Ａ以上であると判断されると、ステップ２７０に移行し、先の図６のステップ１６０同様、上記ＰＴＣヒータ３６の通電がなされる。これに対し、ステップ２５０においてエンジン水温ＴＨＷが所定の判定値Ａを下回ったと判断されると、ステップ２６０に移行する。なお、これらステップ２６０、２７０の後、このフローチャートに示す一連の処理を一旦終了する。
【００７２】
図９に、上記通電制御に際してのエンジン水温ＴＨＷ１の推移の一例を示す。この場合であれ、電子サーモスタット３０の通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１とラジエータ水温ＴＨＷ２との差に基づいて設定される判定値Ａを下回ったときに通電を停止することで、エンジン水温ＴＨＷ１の過度の低下が回避される。
【００７３】
以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）〜（３）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。
（４）通電開始時のエンジン水温ＴＨＷ１及びラジエータ水温ＴＨＷ２に基づいて所定の判定値Ａを設定した。このため、通電開始時から通電停止時までの間、エンジン水温ＴＨＷ１及びラジエータ水温ＴＨＷ２に基づき判定値Ａを逐次演算する場合と比較して、演算負荷を低減させることができる。
【００７４】
なお、本実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
・上記各実施形態における通電制御にかかる処理手順については、先の図６や図８に例示したものに限らない。例えば図８において、所定の判定値Ａを算出した後は、ステップ２００によるようなラジエータ水温ＴＨＷ２の読み込みを停止してもよい。
【００７５】
・ラジエータからの冷却水温を検出する水温センサ７１の配置箇所は、ラジエータ１２によって冷却された(又は冷却されている)冷却水温を検出することのできる範囲で変更してよい。
【００７６】
・エンジンを冷却する冷却水温を検出する水温センサ７０の配置箇所は、エンジン２内のシリンダブロックやシリンダヘッドを循環することで熱の供給された冷却水温（又は熱の供給されている冷却水温）を検出することのできる範囲で変更してよい。また、この水温センサ７０の配置箇所として、先の図１に示した入口通路４０内の冷却水温等、エンジン２内のシリンダブロックやシリンダヘッドを循環することで熱の供給された冷却水とラジエータ１２からの冷却水との混合された冷却水の温度を検出することのできる範囲としてもよい。
【００７７】
ただし、本明細書において、それに応じてサーモスタットの開弁量が変化する「エンジンを冷却する冷却媒体の温度」については、上記混合された冷却水の温度を含まないこととする。
【００７８】
・エンジンを冷却する冷却水温とラジエータからの冷却水温とから構成される上記エンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定するためのパラメータとしては、エンジンを冷却する冷却水温からラジエータからの冷却水温を引いた値（ＤＬＴＨＷ）に限らない。たとえば、エンジンを冷却する冷却水温とラジエータからの冷却水温との比を算出してもよい。
【００７９】
・エンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定するために用いるエンジンを冷却する冷却水温とラジエータからの冷却水温とについては、これらの一方を通電開始時の温度とし、また他方を逐次変化する検出値としてもよい。この際、これらを用いて推定された低下度合いに基づく所定の判定値の設定に用いるマップの値もそれに応じて適宜変更することが望ましい。
【００８０】
・エンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定するために用いるエンジン水温については、必ずしも検出値を用いるものに限らない。例えば、電子サーモスタットの通電時には目標温度領域２への制御がなされていることからエンジンを冷却する冷却水温がこの目標温度領域内にあるとみなし、同目標温度領域内で予め設定された温度と検出されるラジエータからの冷却水温とを用いてもよい。
【００８１】
・また、エンジンを冷却する冷却水温を用いなくともラジエータからの冷却水温に基づいてエンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定することはできる。
【００８２】
・所定の判定値の設定は、必ずしもマップ演算によるものに限らない。
・所定の判定値の設定に用いるパラメータとしては、例えばウォータポンプ４２がエンジン２から動力が供給されるものでなく電動式のものである場合などには、エンジン回転速度を含まなくてもよい。
【００８３】
・エンジンを冷却する冷却水温の低下度合いの推定に基づく通電の停止は、必ずしも同推定されるエンジンを冷却する冷却水温の低下度合いに応じて設定される判定値を用いるものに限らない。例えば、ラジエータからの冷却水温及びエンジンを冷却する冷却水温と通電の継続又は停止に対応した２値化された値との関係を定めたマップを用いてラジエータからの冷却水温とエンジンを冷却する冷却水温との時間変化に基づいて通電の継続又は停止にかかる制御を行ってもよい。なお、ここで停止に対応するマップ値は、少なくともラジエータからの冷却水温に基づいて推定されるエンジンを冷却する冷却水温の低下度合いに基づいて設定する。このように、要は、少なくともラジエータからの冷却水温に基づいてエンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定し、この推定される温度の低下度合いに応じて通電の停止をすればよい。
【００８４】
・通電条件としては、先の図３に示したものに限らない。例えば図３の機械的制御領域（目標温度領域１）であってもエンジン水温が所定の温度を超えたときには通電制御をしてよい。そして、この際、上記各実施形態やその変形例で示すように、少なくともラジエータからの冷却水温に基づいてエンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定して通電を停止するようにしてもよい。なお、この際、通電の停止を判断するための所定の判定値を用いる場合は、先の図３に示した通電領域と機械的制御領域とでそれぞれの各目標温度領域に対応して判定値を各別に設定することが望ましい。
【００８５】
・本発明の適用可能なエンジンの冷却装置の行う目標温度領域への制御としては、上記各実施形態に例示したものに限られない。例えば特許第２６６１８７号公報のように、エンジンの運転状態や運転環境に応じて目標温度が可変設定されるようなエンジンの冷却装置に本発明を適用することもできる。すなわち、この場合、例えばエンジンの運転状態や運転環境に応じて設定される目標温度毎に、通電停止の判定にかかる判定値を設定するとともに、この判定値を少なくともラジエータからの冷却水温に基づいて可変設定するようにしてもよい。これにより、冷却水温が目標温度に対して過度に低下することを回避することが、換言すれば、冷却水温を目標温度領域に制御することができるようになる。
【００８６】
・エンジンの冷却装置としては、電子サーモスタットの通電制御を、上記エンジン負荷及びエンジン回転速度に基づいて行うものに限らない。エンジンの運転状態やエンジンの運転環境に基づいて通電制御を行うものであればよい。
【００８７】
・電子制御装置の構成としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、上記各実施形態で例示した処理をソフトウェア処理する代わりに、この処理を行うためのハードウェアを備えるものであってもよい。
【００８８】
・電子サーモスタットにおいて、温度に応じて圧縮及び膨張する部材は、ワックスに限らない。換言すれば、機械的な制御弁（サーモスタットバルブ）としては、ワックス式に限らず、ベローズ式等でもよい。
【００８９】
・電子サーモスタットは、メインバイパス通路２０及びサブバイパス通路２２の２つのバイパス通路から冷却水の供給される構成に限らない。
・電子サーモスタットにおいて、温度に応じて圧縮及び膨張する部材を加熱する加熱手段としては、上記ＰＴＣヒータに限らない。
【００９０】
・少なくともラジエータからの冷却水温に基づいてエンジンを冷却する冷却水温の低下度合いを推定し、この推定される温度の低下度合いに応じて通電を停止する加熱制御手段については、上記電子制御装置を備えるものに限らない。例えば、加熱制御に特化した専用の装置と上記加熱手段とからなるものであってもよい。
【００９１】
・上記各実施形態では、ガソリンエンジンの冷却装置に本発明を適用したが、ディーゼルエンジンの冷却装置に適用してもよい。この際、エンジンの負荷を示すパラメータとして吸入空気量に代えてアクセルペダルの踏み込み量等を用いる。
【００９２】
・エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体としては、冷却水に限らず、エンジンを冷却することのできる適宜の流体であればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第１の実施形態についてその全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態における電子サーモスタットの構成を示す断面図。
【図３】同実施形態における電子サーモスタットの制御態様を示す図。
【図４】同実施形態における電子サーモスタットの制御態様を示す図。
【図５】同実施形態で用いるマップを示す図。
【図６】同実施形態における電子サーモスタットの通電制御にかかる手順を示すフローチャート。
【図７】上記通電制御にかかるエンジン水温の推移例を示すタイムチャート。
【図８】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第２の実施形態において、電子サーモスタットの通電制御にかかる手順を示すフローチャート。
【図９】上記通電制御にかかるエンジン水温の推移例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、４…出口通路、１０…冷却通路、１２…ラジエータ、２０…メインバイパス通路、２２…サブバイパス通路、３０…電子サーモスタット、３０ａ…第１入力ポート、３０ｂ…第２入力ポート、３０ｃ…第３入力ポート、３０ｄ…出力ポート、３１、３２…弁体、３３…弁軸、３４…感温部、３５…スプリング、３６…ＰＴＣヒータ、４０…入口通路、４２…ウォータポンプ、５０…電子制御装置、５１…中央処理装置、５２…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ、６１…回転速度センサ、６２…エアフローメータ、７０、７１…水温センサ。
【図１】
0003957531.tif 000002
【図２】
0003957531.tif 000003
【図３】
0003957531.tif 000004
【図４】
0003957531.tif 000005
【図５】
0003957531.tif 000006
【図６】
0003957531.tif 000007
【図７】
0003957531.tif 000008
【図８】
0003957531.tif 000009
【図９】
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