(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、
前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方を対象とする所定の条件との論理積条件が満たされたときから、前記所定の条件が満たされなくなってから所定時間が経過するとの条件と前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値を下回るとの条件との論理和条件が満たされるまで前記ファンを作動させる制御手段を備える
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記所定時間を、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変とする
請求項１記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、
前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方を対象とする所定の条件との論理積条件が満たされてから少なくとも前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値を下回るまで前記ファンを作動させる制御手段を備える
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項４】
前記所定の条件とは、前記エンジンの負荷が所定値以上となる条件である
請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項５】
前記所定の条件とは、前記エンジンの負荷が所定値以上となる条件である
請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項６】
エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、
前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記エンジンの負荷が所定値以上となるとの条件との論理積条件が満たされている間前記ファンを作動させるとともに、前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値以上であって且つ前記エンジンの負荷が所定値以上となるとの条件が満たされなくなるタイミングに対して前記ファンの作動を停止するタイミングを遅延させる制御手段を備える
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項７】
エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、
前記流量制御弁はサーモスタットバルブであるとともに、少なくとも前記エンジンの負荷が所定以上であるときに前記サーモスタットバルブを加熱する加熱手段を備え、
前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記加熱手段による加熱が行われるとの条件との論理積条件が満たされている間前記ファンを作動させるとともに、前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値以上であって且つ前記加熱手段による加熱が行われるとの条件が満たされなくなるタイミングに対して前記ファンの作動を停止するタイミングを遅延させる制御手段を備える
ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値以上であって且つ前記所定の条件が満たされなくなるタイミングに対して前記ファンの作動を停止するタイミングを遅延させる遅延量を、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変とする
請求項６又は７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、特にラジエータ内の冷却媒体を冷却するためのファンを備えた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。また、こうした冷却装置にあっては、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ものも提案されている。
【０００３】
いずれにせよ、これら冷却装置には、ラジエータ内の冷却水を冷却すべく、ラジエータに対向してファン（送風機）が備えられていることが多い。これにより、車両の走行により流入する空気によってはラジエータ内の冷却水が十分に冷却されないときに、このファンを作動させることで、ラジエータ内の冷却水の冷却を促進させることが可能となる。
【０００４】
そして従来、こうしたファンと上記電子制御式のサーモスタットバルブを備えるエンジンの冷却装置としては、例えば特開平８−２３２６６１号公報に記載の装置が知られている。この装置では、ヒータへの通電がなされ且つ冷却水温が所定の判定値以上のときに上記ファンを作動させるようにしている。これにより、ヒータへの通電によってサーモスタットバルブが強制的に開かれ、エンジンからの高温の冷却水がラジエータに流入することでその温度が上昇するラジエータ内の冷却水をファンの作動により好適に冷却することができるようになる。すなわち、冷却水によるエンジンの冷却能力を好適に維持することができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の冷却装置では、ヒータへの通電がなされ且つ冷却水温が所定の判定値以上のときに上記ファンが作動することとなるため、サーモスタットバルブの強制的な開弁によってエンジンからの高温の冷却水がラジエータに流入するような場合であれ、その冷却能力を維持することはできる。しかし、ヒータへの通電が停止されることでファンの作動が停止された後、短時間のうちに再びヒータへの通電が行われるようなときには、その冷却能力を十分に維持することができなくなるおそれがある。
【０００６】
すなわち、高負荷状態が断続的におこる登坂路等の走行に際しては、一旦、高動力性能が不要となって上記ヒータへの通電が停止されファンの作動が停止された後でも、ラジエータ水温が下がりきらないうちに再び高動力性能が要求されることがある。このような場合、上記ヒータへの通電も再開されてサーモスタットバルブの強制的な開弁がなされることとなるが、このときにはラジエータ水温もより高い温度となることから、エンジンを冷却する冷却水を十分に冷却することができなくなる。そして、このようにエンジンを冷却する冷却水を十分に冷却することができなくなれば、エンジンの動力性能も自ずと悪化するようになる。
【０００７】
なお、こうした不都合の発生が懸念される装置は、上記ヒータを備えてサーモスタットバルブを電子制御する装置には限られない。要は、エンジンとラジエータとの間の冷却媒体（冷却水）の循環量を制御する流量制御弁と上記ファンとを備えるエンジンの冷却装置にあっては、その作動状況によってエンジンの動力性能の悪化が懸念されるこうした実情も概ね共通したものとなっている。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却能力を高く維持してエンジンの動力性能の悪化を好適に抑制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。
【０００９】
【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、エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方を対象とする所定の条件との論理積条件が満たされたときから、前記所定の条件が満たされなくなってから所定時間が経過するとの条件と前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値を下回るとの条件との論理和条件が満たされるまで前記ファンを作動させる制御手段を備えることをその要旨とする。
【００１５】
上記構成では、冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件とエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件との論理積条件が満たされるときにファンが作動される。これにより、ラジエータからの冷却媒体の冷却能力を確保することができる。ただし、その後、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件が満たさなくなったときに冷却媒体の温度が十分に低下していないことがある。この場合、再び上記所定の条件が満たされることとなったときには、冷却媒体の冷却能力が不足するおそれがある。
【００１６】
ここで、上記構成では、所定の条件が満たされなくなってから所定時間が経過するとの条件と前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値を下回るとの条件との論理和条件が満たされるまでファンを作動させる。このため、上記構成によれば、冷却能力を高く維持してエンジンの動力性能の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記所定時間を、前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変とすることをその要旨とする。
【００１８】
ラジエータからの冷却媒体の温度の低下度合いは、エンジンの運転状態や運転環境によって異なる。
この点、上記構成によれば、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいてラジエータからの冷却媒体の温度の低下度合いを把握することができる。したがって、上記構成によれば、上記所定時間をエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変とすることで、エンジンの動力性能の悪化をいっそう好適に抑制することができるようになる。
【００１９】
また、上記構成によれば、当該エンジンの搭載される車両のおかれる路面の状態予測に基づいて、上記所定時間を可変とすることもできるようになる。
請求項３記載の発明は、エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方を対象とする所定の条件との論理積条件が満たされてから少なくとも前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値を下回るまで前記ファンを作動させる制御手段を備えることをその要旨とする。
【００２０】
上記構成では、冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件とエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件との論理積条件が満たされるときにファンが作動される。これにより、ラジエータからの冷却媒体の冷却能力を確保することができる。ただし、その後、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件が満たさなくなったときに冷却媒体の温度が十分に低下していないことがある。この場合、再び上記所定の条件が満たされることとなったときには、冷却媒体の冷却能力が不足するおそれがある。
【００２１】
この点、上記構成では、少なくとも冷却媒体の温度が所定の判定値を下回るまではファンを作動させるために、冷却能力を高く維持してエンジンの動力性能の悪化を好適に抑制することができるようになる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記所定の条件とは、前記エンジンの負荷が所定値以上となる条件であることをその要旨とする。
【００２３】
エンジンの負荷が大きいほど、エンジンに対して高い動力性能が要求される。そして、エンジンの高い動力性能が要求されるときには、冷却媒体に対しても高い冷却能力が要求される。
【００２４】
ここで、上記構成では、エンジンの負荷が所定値以上であるとの条件と冷却媒体の温度が上記所定の判定値以上であるとの条件との論理積条件が満たされるときに、ファンを作動させる。このため、上記構成によれば、エンジンの高い動力性能が要求されるときに、冷却媒体の冷却能力を高くすることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記流量制御弁はサーモスタットバルブであるとともに、少なくとも前記エンジンの負荷が所定以上であるときに前記サーモスタットバルブを加熱する加熱手段を更に備え、前記所定の条件とは、前記加熱手段による加熱が行われる条件であることをその要旨とする。
【００２６】
上記構成において、加熱手段による加熱がなされているときにはサーモスタットバルブの開弁量が強制的に増大させられるため、ラジエータ内の冷却媒体の温度が上昇しやすい。このため、この加熱がなされているとの条件と冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件との論理積条件が満たされているときにファンを作動させることで、ラジエータ内の冷却媒体の冷却能力の維持を図ることができる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記エンジンの負荷が所定値以上となるとの条件との論理積条件が満たされている間前記ファンを作動させるとともに、前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値以上であって且つ前記エンジンの負荷が所定値以上となるとの条件が満たされなくなるタイミングに対して前記ファンの作動を停止するタイミングを遅延させる制御手段を備えることをその要旨とする。
【００２８】
上記構成では、冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件とエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件との論理積条件が満たされるときにファンが作動される。これにより、ラジエータからの冷却媒体の冷却能力を確保することができる。ただし、その後、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件が満たさなくなったときに冷却媒体の温度が十分に低下していないことがある。この場合、再び上記所定の条件が満たされることとなったときには、冷却媒体の冷却能力が不足するおそれがある。この点、上記構成では、冷却媒体の温度が所定の判定値以上であって且つ所定の条件が満たされなくなるタイミングに対してファンの作動を停止するタイミングを遅延させるために、冷却能力を高く維持してエンジンの動力性能の悪化を好適に抑制することができるようになる。
一方、エンジンの負荷が大きいほど、エンジンに対して高い動力性能が要求される。そして、エンジンの高い動力性能が要求されるときには、冷却媒体に対しても高い冷却能力が要求される。ここで、上記構成では、エンジンの負荷が所定値以上であるとの条件と冷却媒体の温度が上記所定の判定値以上であるとの条件との論理積条件が満たされるときに、ファンを作動させる。このため、上記構成によれば、エンジンの高い動力性能が要求されるときに、冷却媒体の冷却能力を高くすることができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を制御する流量制御弁と、前記ラジエータ内の冷却媒体を冷却するファンとを備えるエンジンの冷却装置において、前記流量制御弁はサーモスタットバルブであるとともに、少なくとも前記エンジンの負荷が所定以上であるときに前記サーモスタットバルブを加熱する加熱手段を備え、前記冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件と前記加熱手段による加熱が行われるとの条件との論理積条件が満たされている間前記ファンを作動させるとともに、前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値以上であって且つ前記加熱手段による加熱が行われるとの条件が満たされなくなるタイミングに対して前記ファンの作動を停止するタイミングを遅延させる制御手段を備えることをその要旨とする。
【００３０】
上記構成では、冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件とエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件との論理積条件が満たされるときにファンが作動される。これにより、ラジエータからの冷却媒体の冷却能力を確保することができる。ただし、その後、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に対する所定の条件が満たさなくなったときに冷却媒体の温度が十分に低下していないことがある。この場合、再び上記所定の条件が満たされることとなったときには、冷却媒体の冷却能力が不足するおそれがある。この点、上記構成では、冷却媒体の温度が所定の判定値以上であって且つ所定の条件が満たされなくなるタイミングに対してファンの作動を停止するタイミングを遅延させるために、冷却能力を高く維持してエンジンの動力性能の悪化を好適に抑制することができるようになる。
また上記構成において、加熱手段による加熱がなされているときにはサーモスタットバルブの開弁量が強制的に増大させられるため、ラジエータ内の冷却媒体の温度が上昇しやすい。このため、この加熱がなされているとの条件と冷却媒体の温度が所定の判定値以上であるとの条件との論理積条件が満たされているときにファンを作動させることで、ラジエータ内の冷却媒体の冷却能力の維持を図ることができる。
【００３１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、前記冷却媒体の温度が前記所定の判定値以上であって且つ前記所定の条件が満たされなくなるタイミングに対して前記ファンの作動を停止するタイミングを遅延させることをその要旨とする。
【００３２】
ラジエータからの冷却媒体の温度の低下度合いは、エンジンの運転状態や運転環境によって異なる。この点、上記構成によれば、エンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいてラジエータからの冷却媒体の温度の低下度合いを把握することができる。したがって、上記構成によれば、上記遅延量をエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変とすることで、エンジンの動力性能の悪化をいっそう好適に抑制することができるようになる。また、上記構成によれば、当該エンジンの搭載される車両のおかれる路面の状態予測に基づいて、上記遅延量を可変とすることもできるようになる。
【００５３】
【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有段の自動変速機の設けられた車両に搭載される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。
【００５４】
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。本実施形態におけるエンジン２の出力は、トルクコンバータ４を介して遊星歯車機構６に取り込まれ、ここで所定の変速を受けた後、アウトプットシャフト７から出力される。なお、これらトルクコンバータ４及び、遊星歯車機構６を備えて自動変速機が構成されている。
【００５５】
一方、本実施形態にかかる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の冷却を行うものである。
【００５６】
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８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。
【００５７】
上記冷却通路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。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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、遊星歯車機構６、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においては、各種センサの検出結果が取り込まれ、ここで所定の演算が施された後、制御信号が出力される。例えば回転速度センサ５１によって上記アウトプットシャフト７の回転速度ＮＥＯを検出し、これに基づいて上記遊星歯車機構６を制御する。
【００６６】
また、この電子制御装置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。
【００６７】
これは、エンジン２のフリクションの低減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。
【００６８】
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。
【００６９】
更に、本実施形態においては、先の図３に示した電子サーモスタットの機械的制御領域にあるか通電領域にあるかにかかわらず、エンジン２の出口水温が所定の温度を上回った場合には、上記電子サーモスタット３０への通電を行う。具体的には、本実施形態では、先の図１に示すように、水温センサ６３を備えてエンジン２から出口通路８に流出した冷却水の温度(エンジン水温)ＴＨＷ１を検出し、この値が所定値を上回ったときに上記電子サーモスタット３０への通電を行う。なお、この所定値は、電子サーモスタットの機械的制御領域における上記目標温度領域１の上限値、又は同目標温度領域１内の所定温度、又は同目標温度領域１よりも高い温度に設定することが望ましい。
【００７０】
また、本実施形態では、ラジエータ１２内の冷却水を冷却すべく、ラジエータ１２に対応してファン７０を配置し、ラジエータ１２からの冷却水温が所定の判定値を超えたときにファン７０を作動させる。更に、この所定の判定値を、上記電子サーモスタット３０への通電がなされているときには、同通電がなされていないときよりも低く設定する。これは、以下の理由による。
【００７１】
先の図３に示した電子サーモスタットの通電領域においては、同電子サーモスタットの機械的制御領域におけるよりも目標温度領域が低く設定されている。すなわち、ここではラジエータ１２からの冷却水としてより高い冷却能力が要求されている。また、電子サーモスタットの通電を行う条件であるエンジン水温ＴＨＷ１が所定値を上回っているときにも、ラジエータ１２からの冷却水としてより高い冷却能力が要求されている。これらの理由によって、上記電子サーモスタット３０への通電がなされているときには、同通電がなされていないときよりも上記所定の判定値を低く設定する。
【００７２】
しかし、このような設定がなされたとしても、例えばエンジン２の高負荷状態が断続的に生じる登坂路等においては、エンジン２の運転状態が先の図３に示した電子サーモスタットの通電領域と機械的制御領域とを断続的に繰り返すことに起因して次のような問題が生じる。すなわち、通電が停止された後、ラジエータ１２からの冷却水温が下がりきらないうちに再び通電がなされると、冷却能力が不足するためにエンジン２の動力性能が悪化するという問題が生じる。
【００７３】
そこで、本実施形態では、電子サーモスタットの通電がなされているとき及び同通電の停止から所定時間が経過するまでの間、上記所定の判定値を低下させる。これにより、再び電子サーモスタットの通電がなされる場合であれ、ラジエータ１２内からエンジン２へ供給される冷却水の冷却能力の維持し、エンジン２の適切な動力性能を確保する。
【００７４】
詳しくは、本実施形態では、上記所定時間をエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変設定する。すなわち、ラジエータからの冷却媒体の温度の低下度合いは、エンジンの運転状態や運転環境によって異なるため、これらに応じて所定時間を可変設定することで、エンジンの動力性能のより適切な維持を図る。なお、この所定時間の可変設定は、通電停止後のラジエータからの冷却水温の低下度合いが小さいと予測されるほど長くなるようにする。これは例えば、通電停止時におけるラジエータからの冷却媒体の温度の暖機度合いが大きいほど、冷却水温の低下度合いが小さいと予測する。したがって、例えば負荷が高い状態が続いた場合ほど上記所定時間を長く設定するようにすればよい。また、例えばエンジンの回転速度が大きい値が続いた場合ほど上記所定時間を長く設定するようにすればよい。
【００７５】
具体的には、本実施形態では、先の図１に示すように、水温センサ７１を備え、ラジエータ１２からの冷却水の温度（ラジエータ水温）ＴＨＷ２を検出する。そして、このラジエータ水温ＴＨＷ２が所定の判定値以上のときに上記ファン７０を作動させるとともに、この所定の判定値を電子サーモスタットの通電がなされているとき及び同通電の停止から所定時間が経過するまでの間低下させる。
【００７６】
以下、図５を用いて本実施形態にかかるファン７０の作動制御にかかる処理手順について説明する。
図５は、上記処理手順を示すフローチャートである。この制御は、この処理は、上記電子制御装置５０によって実行される。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。
【００７７】
この一連の処理においては、まずステップ１００において、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、上記各水温センサ６３、７１によるエンジン水温ＴＨＷ１及びラジエータ水温ＴＨＷ２と、を読み込む。そして、ステップ１１０において、これら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、通電条件が成立しているかを判断する。換言すれば、先の図２に示した通電領域にあるかを、あるいは同図２に示した機械的制御条件にあってエンジン水温ＴＨＷ１が上記所定値を超えているかを判断する。
【００７８】
そして、ステップ１１０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１２０において上記ＰＴＣヒータ３６への通電を行う。更に、ステップ１３０において上記ファン７０を作動の判定に用いる判定値ＴＨＷｆｏｎを低温側に設定する。すなわち、ここでは電子サーモスタットに対する通電がなされていないときと比較してファン７０の作動の判定に用いる判定値ＴＨＷｆｏｎを低い値に設定する。
【００７９】
そして、ステップ１４０において、ラジエータ水温ＴＨＷ２がこの判定値ＴＨＷｆｏｎ以上であるか否かを判断する。そして、ラジエータ水温ＴＨＷ２が判定値ＴＨＷｆｏｎ以上であるときには、ステップ１５０に移行してファン７０を作動させる。これに対し、ラジエータ水温ＴＨＷ２が判定値ＴＨＷｆｏｎを下回っているときには、ステップ１６０に移行してファン７０を非作動とする。
【００８０】
一方、ステップ１１０において電子サーモスタットの通電条件が成立していないと判断されると、ステップ１７０において電子サーモスタットを非通電とする。そして、ステップ１８０において、通電の停止から上記判定値ＴＨＷｆｏｎを低下させる所定時間Ｔｆｄを算出する。この所定時間Ｔｆｄの算出は、例えば以下のものに基づいて行うようにすればよい。
・算出時前の所定期間においてエンジンの運転状態が電子サーモスタットの通電領域にあった時間。
・算出時前の所定期間におけるエンジンの負荷。
・算出時前の所定期間におけるエンジン回転速度。
・算出時前の所定期間における上記自動変速機における作動油の温度。
・算出時前の所定期間におけるエンジンの作動油の温度。
【００８１】
そして、上記ステップ１８０で所定時間Ｔｆｄが算出されると、ステップ１９０において、電子サーモスタットの通電停止後、所定時間が経過したか否かを判断する。すなわち、このステップ１９０においては、電子サーモスタットの通電が停止されたとはいえ、まだ判定値ＴＨＷｆｏｎを低温側に維持するべきか否かを判断する。
【００８２】
そして、ステップ１９０において、電子サーモスタットの通電停止後、未だ所定時間が経過していないと判断されると、上記ステップ１３０に移行する。一方、ステップ１９０において、電子サーモスタットの通電停止後、所定時間が経過したと判断されると、ステップ２００において判定値を高温側に設定した後、上記ステップ１４０に移行する。
【００８３】
なお、上記ステップ１４０やステップ１６０の処理が終了すると、この一連の処理を一旦終了する。
図６に、上記処理によるエンジン水温ＴＨＷ１及びラジエータ水温ＴＨＷ２の推移例を示す。
【００８４】
図６に示されるように、時刻ｔ１に電子サーモスタットへの通電が開始されるに伴い、判定値ＴＨＷｆｏｎが高温側から低温側へ切り替えられる。そして、ラジエータ水温ＴＨＷ２が判定値ＴＨＷｆｏｎ以上となる時刻ｔ２においてファンが作動される。この判定値ＴＨＷｆｏｎは、電子サーモスタットへの通電が停止される時刻ｔ３以後、時刻ｔ５までの間、換言すれば所定時間Ｔｆｄの間維持される。このため、ラジエータ水温ＴＨＷ２は、上記ファン７０によって十分に低下され、時刻ｔ４において判定値ＴＨＷｆｏｎを下回りファン７０の作動が停止される。
【００８５】
したがって、時刻ｔ６において電子サーモスタットへの通電が再開されたときには、ラジエータ水温ＴＨＷ２は十分な冷却能力を有するものとなる。これに対し、ヒータ通電が終了されると判定値ＴＨＷｆｏｎを高温側に設定する場合を、一点鎖線で示す。この場合、時刻ｔ６において電子サーモスタットへの通電が再開されたとき、ラジエータ水温ＴＨＷ２は十分に低下しておらず、冷却能力が不足することとなる。
【００８６】
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）電子サーモスタット３０の通電がなされているとき及び同通電の停止から所定時間が経過するまでの間、ファン７０の作動の判断に用いる所定の判定値を低下させた。これにより、再び電子サーモスタット３０の通電がなされる場合であれ、ラジエータ１２内からエンジン２へ供給される冷却水の冷却能力の維持し、エンジン２の適切な動力性能を確保することができる。
【００８７】
（２）上記所定時間をエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に応じて可変設定することで、エンジンの動力性能をより適切に確保することができるようになる。
【００８８】
（３）電子サーモスタット３０の通電の停止からファン７０の作動の判断に用いる所定の判定値を低下させておく所定時間Ｔｆｄを逐次算出更新するようにした。これにより、電子サーモスタット３０の通電の停止後のファンの作動によるラジエータ水温ＴＨＷ２の低下度合いを所定時間Ｔｆｄの算出に反映することも可能となる。すなわち、この所定時間Ｔｆｄの算出に用いるパラメータとして、電子サーモスタット３０の通電の停止後のファンの作動による影響を受けるパラメータを含めることで、上記低下度合いを所定時間Ｔｆｄの算出に反映することも可能となる。
【００８９】
（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有段の自動変速機の設けられた車両に搭載される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。
【００９０】
上記第１の実施形態では、電子サーモスタット３０の通電の停止からファン７０の作動の判定に用いる所定の判定値を低下させておく所定時間を、通電停止後のラジエータ水温の低下度合いが小さいと予測されるほど長くなるように設定した。これに対し、本実施形態では、エンジン２の搭載される車両のおかれる路面が上り坂となると予測されるときには上記所定時間を増大させることで、エンジン２の高い動力性能の要求の満足を図る。
【００９１】
この路面の状態の予測は、推定算出される走行中の路面の状態の履歴に基づいて行われる。また、路面の状態の推定算出は、エンジン２の出力トルクの推定値から算出される基準加速度と上記遊星歯車機構６の出力軸（自動変速機の出力軸：アウトプットシャフト７）の回転速度に基づく実加速度との差に基づいて行なわれる。そして、エンジン２の出力トルクの推定値は、基本的にはエンジン２の回転速度ＮＥとエンジン２の負荷Ｑとに基づいて算出される。
【００９２】
ここで、上記路面の状態予測に基づく上記所定時間の算出処理について図７を用いて説明する。図７は、同処理の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によって実行される。また、この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００９３】
この一連の処理においては、まずステップ３００において、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、回転速度センサ５１によるアウトプットシャフト７の回転速度ＮＥＯと、を読み込む。次に、ステップ３１０において、上記アウトプットシャフト７の回転速度に基づき車両の実加速度を算出する。すなわち、ここでは、まず、自動変速機によって可変制御がなされ、車両の駆動輪（図示略）に伝達される出力回転速度と直接相関のある駆動伝達系について、その回転速度を検出する。そして、これにより、車両の実加速度を算出する。
【００９４】
一方、ステップ３２０においては、エンジン回転速度ＮＥやエンジン負荷Ｑに基づいてエンジントルクの推定値を算出する。なお、ここでは、エンジン回転速度ＮＥやエンジン負荷Ｑに基づいて推定算出されるエンジントルクに対し、点火時期や外気温等による補正を行うことが望ましい。
【００９５】
そして、ステップ３３０において、エンジントルクの推定値に基づく基準加速度を算出する。この基準加速度は、所定の路面（ここでは、一例として平坦な路面を想定）を走行したときに車両に付与されると想定される加速度である。
【００９６】
こうして基準加速度及び実加速度が算出されると、ステップ３４０において、基準加速度から実加速度を減算した値に基づいて現在走行中の路面の勾配の傾斜度合いを算出する。ここで、実加速度は、その路面を走行中に、エンジントルクによって実際に車両に付与される加速度である。これに対し、基準加速度は、平坦な路面を走行中に、エンジントルクによって車両に付与されると想定される加速度である。したがって、基準加速度から実加速度を減算したものに車体重量を乗算したものは、車両の走行方向に働く重力に相当する。このため、この車両の走行方向に働く重力相当値に基づいて路面の勾配の傾斜度合いを推定算出することができる。
【００９７】
こうして路面の勾配の傾斜度合いが算出されると、ステップ３５０において、これまで算出された路面の勾配の傾斜度合いの履歴に基づいて今後走行する路面の勾配を予測する。ここでは、例えば上記履歴が路面が上り坂と略水平な面との繰り返しであり、現在略水平な場合には、今後走行する路面は上り坂となるなどの予測がなされる。
【００９８】
そして、ステップ３６０において、今後走行する路面に基づいて所定時間Ｔｆｄを算出する。ここでは、例えば今後走行する路面の勾配が大きいと判断されるほど所定時間Ｔｆｄを大きく設定するなどする。
【００９９】
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）エンジン２の搭載される車両のおかれる路面が上り坂となると予測されるときには上記所定時間を増大させることで、エンジン２の高い動力性能の要求の満足を図ることができるようになる。
【０１００】
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
・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。
【０１０１】
・エンジンを冷却する冷却水温を検出する水温センサ６３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６３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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
・ファンの作動判定に用いる冷却水温としては、ラジエータからの冷却水温に限らず、エンジンを冷却する冷却水温でもよい。
・路面の勾配の傾斜度合いの推定算出手法としては、上記第２の実施形態で例示したものに限らない。例えば車両に加わる力に基づいて路面の勾配を検出する手段の検出結果に基づいて路面の勾配の傾斜度合いを算出するようにしてもよい。また、算出時前の所定期間において、エンジンの運転状態が電子サーモスタットの通電領域にあった時間やエンジンの負荷、エンジン回転速度、上記自動変速機における作動油の温度、エンジンの作動油の温度等に基づいて推定するようにしてもよい。
【０１０４】
・上記第１の実施形態において、所定時間の算出に際し、ラジエータからの冷却水温の低下度合いを推定する手法としては、先の図５のステップ１８０のところで例示したものに限らない。例えば先の図７に示す路面の勾配の傾斜度合いの履歴をラジエータからの冷却水温の低下度合いを推定するパラメータとして用いてもよい。
【０１０５】
・ファンの作動の判定に用いる判定値の可変設定態様については、上記第１及び第２の実施形態において例示したものに限らない。例えばエンジンの負荷が所定値以上のときからエンジンの負荷が同所定値を下回ってから所定時間が経過するまでの間、上記判定値を低下させるようにしてもよい。また、複数の目標温度領域に切り替え制御する場合、各目標温度領域毎に判定値を設定し、低温側の目標温度領域から高温側の目標温度領域へ切り替えがなされた後、所定時間の間低温側の目標温度領域に対応した判定値を維持するようにしてもよい。
【０１０６】
・所定時間を逐次算出する代わりに、低温側から高温側への判定値の切り替えに際して１度だけ算出されるようにしてもよい。
・所定時間を可変設定する代わりに、これを固定としてもよい。
【０１０７】
・ファンの作動の判定に用いる判定値の可変設定に際し、上記所定時間を用いるものに限らず、高温側から低温側へ移行させる条件に対して同判定値を前記低温側から前記高温側へ移行させる条件を厳しくするヒステリシスをもたせて判定値を可変設定する任意の手法を用いてよい。
【０１０８】
例えば、ヒータへの通電開始に伴い低温側の判定値とするとともに、ヒータの通電が停止された後、ラジエータからの冷却水温が所定以上低下するまでの間低温側の判定値を維持するようにしてもよい。また、エンジンの負荷が所定以上のときに低温側の判定値とするとともに、エンジン負荷が所定以下となった後、ラジエータからの冷却水温が所定以上低下するまでの間低温側の判定値を維持するようにしてもよい。このラジエータからの冷却水温の所定以上の低下としては、例えばラジエータからの冷却水温が一旦低温側の判定値まで低下するまでとしてもよい。また、このラジエータからの冷却水温の所定以上の低下を、エンジンの運転状態や運転環境に基づいて可変設定するようにしてもよい。
【０１０９】
また、例えば、判定値を指定するエンジンの運転状態や運転環境にかかるパラメータ領域を、高温側から低温側への移行時のものと低温側から高温側への移行時のものとで異ならしめてもよい。
【０１１０】
・更に、ファンの作動の判定に用いる判定値を可変設定するものに限らない。冷却水温が所定の判定値以上であるとの条件とエンジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方を対象とする所定の条件との論理積条件が満たされている間ファンを作動させるものに対して、任意の制御にて次のことを満足するようにすればよい。すなわち、冷却水温が所定の判定値以上であって且つ所定の条件が満たされなくなるタイミングに対してファンの作動を停止するタイミングを遅延させることのできる任意の制御を行うようにすればよい。更に、こうした制御に代えて、冷却水温が所定の判定値を下回るまでファンを作動させる制御を行ってもよい。
【０１１１】
・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、通電制御を用いて、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エンジンを冷却する冷却水温がこの目標温度付近となるように、換言すれば、冷却水温が目標温度領域内となるように制御するようにしてもよい。
【０１１２】
・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。
【０１１３】
・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。
【０１１４】
・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。
【０１１５】
・制御弁（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加熱手段としては、上記ヒータを備えるものに限らない。
・加熱手段を備えるサーモスタットバルブに限らず、エンジンとラジエータとの間での冷却媒体の循環量を電子制御する任意の流量制御弁を備えるエンジンの冷却装置に本発明を適用することもできる。なお、サーモスタットバルブを備えずその開弁量を多段階に電子制御する流量制御弁を備えるエンジンの冷却装置にあっては、目標温度領域（目標温度を含む）を、冷却水の温度の制御目標とする領域(値を含む)であると定義する。
【０１１６】
・ファンの作動制御を行う制御手段としては、上記電子制御装置に限らず、この制御に特化した専用の装置であってもよい。
・自動変速機の設けられた車両に搭載されるものに限らない。
【０１１７】
・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。
【０１１８】
・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を自動変速機の設けられた車両に搭載される装置に適用した第１の実施形態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】同実施形態におけるファンの制御手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態にかかる冷却水温の推移例を示すタイムチャート。
【図７】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第２の実施形態について、所定時間の算出処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
２…エンジン、４…トルクコンバータ、６…遊星歯車機構、７…アウトプットシャフト、８…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…回転速度センサ、６１…回転速度センサ、６２…エアフローメータ、６３、７１…水温センサ、７０…ファン。
【図１】
0004012421.tif 000002
【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】
0004012421.tif 000007
【図７】
0004012421.tif 000008