(57)【要約】【課題】  混合弁の現在開度を検出しないで冷却水の温度を制御する冷却水温度制御システムを提供する。【解決手段】  エンジン２０の出口側の冷却水の目標温度Ｔｅｔを利用する冷却水温度制御システムは、ラジエータ回路と、バイパス回路と、ラジエータ１０から出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを混合可能な混合弁３０と、エンジン２０の出口側の冷却水の温度Ｔｅｏｕｔを検出する第１の検出部２４と、混合弁３０の出口側の冷却水の温度Ｔｍｏｕｔを検出する第２の検出部３２と、混合弁３０の出口側の冷却水の流量Ｆｍｏｕｔを検出する第３の検出部３４と、エンジン２０の発熱状態Ｎｅ，Ｐを検出する第４の検出部２２と、目標温度Ｔｅｔと温度Ｔｅｏｕｔとの差、温度Ｔｍｏｕｔ、及び流量Ｆｍｏｕｔに基づき混合弁３０の制御量Ｉｒｃを決定する冷却水温度制御装置６０と、を備えている。【選択図】  図１
2016109057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータを有するラジエータ回路であって、エンジンから出て来る冷却水を前記ラジエータに入れて、前記ラジエータから出て来る冷却水を混合弁を介して前記エンジンに戻すラジエータ回路と、
前記ラジエータをバイパスする冷却水を循環させるバイパス回路と、
前記ラジエータから出て来る前記冷却水と前記バイパス回路から出て来る前記冷却水とを混合可能な前記混合弁と、
前記混合弁の制御量を決定する冷却水温度制御装置と、
前記エンジンの出口側の前記冷却水の温度を検出する第１の検出部と、
前記混合弁の出口側の前記冷却水の温度を検出する第２の検出部と、
前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の流量を検出する第３の検出部と、
前記エンジンの発熱状態を検出する第４の検出部と、
を備えて、前記発熱状態に基づき前記エンジンの前記出口側の前記冷却水の目標温度を利用する冷却水温度制御システムであって、
前記冷却水温度制御装置は、前記目標温度と前記第１の検出部によって検出された前記温度との差、前記第２の検出部によって検出された前記温度、及び前記第３の検出部によって検出された前記流量に基づき前記混合弁の前記制御量を決定することを特徴とする冷却水温度制御システム。
【請求項２】
前記第３の検出部は、質量流量計であることを特徴とする請求項１に記載の冷却水温度制御システム。
【請求項３】
前記質量流量計は、コイルを有し、
前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の前記流量は、前記コイルの熱放散量に基づき決定されることを特徴とする請求項２に記載の冷却水温度制御システム。
【請求項４】
エンジンの出口側の冷却水の第１の検出温度を読み込むこと、
ラジエータから出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを混合可能な混合弁の出口側の冷却水の第２の検出温度を読み込むこと、
前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の検出流量を読み込むこと、
前記エンジンの前記出口側の前記冷却水の第１の目標温度と前記第１の検出温度との差が所定値以上である時に、前記第１の目標温度と前記第１の検出温度との前記差、前記第２の検出温度、及び前記検出流量に基づき前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の第２の目標温度を決定すること、及び
前記第２の目標温度に基づき前記混合弁の制御量を決定すること、
を含むことを特徴とする冷却水温度制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関である例えばガソリンエンジン等のエンジン用の冷却水の温度を制御するシステム（冷却水温度制御システム）及びその方法（冷却水温度制御方法）等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１は、冷却水温度制御システムとして、冷却水温度制御装置であるＥＣＵ（Ｃ／Ｕ）を備える冷却装置を開示し、その冷却装置は、エンジンから出て来る冷却水（冷却水の一部）をラジエータに入れてラジエータから出て来る冷却水（冷却水の一部及び残部）をエンジンに戻すラジエータ回路と、ラジエータをバイパスして冷却水（冷却水の残部）を循環させるバイパス回路と、を更に備えている。特許文献１の冷却装置は、ラジエータから出て来る冷却水（冷却水の一部）及びバイパス回路から出て来る冷却水（冷却水の残部）を混合する混合弁である例えばロータリー式流量制御弁を更に備え、ロータリー式流量制御弁は、ラジエータ回路のラジエータ流量（冷却水の一部の流量）とバイパス回路のバイパス流量（冷却水の残部の流量）との比率（混合比率）を調整することができる。
【０００３】
特許文献１の冷却装置の目的は、ラジエータ流量及びバイパス流量を測定（検出）することなく、言い換えれば、２つの流量計を準備することなく、エンジン入口側の冷却水の温度を精度良く制御することにある。従って、その冷却装置は、流量検出用の計器及びセンサ等の検出部（２つの流量計）を備える代わりに、例えば３つの温度センサを備えている。具体的には、３つの温度センサは、エンジン入口側の冷却水（混合後の冷却水）の温度センサと、バイパス回路の冷却水（混合前の冷却水の残部）の温度センサと、ラジエータ回路の冷却水（混合前の冷却水の一部）の温度センサと、からなる。
【０００４】
ここで、特許文献１の冷却装置は、エンジン入口側の冷却水（混合後の冷却水）の温度が、バイパス回路の冷却水（混合前の冷却水の残部）の温度及び流量並びにラジエータ回路の冷却水（混合前の冷却水の一部）の温度及び流量によって決定されるという関係式を利用している。加えて、特許文献１の冷却装置は、ラジエータ回路のラジエータ流量（冷却水の一部の流量）とバイパス回路のバイパス流量（冷却水の残部の流量）との比率が、ロータリー式流量制御弁の開度によって決定されるという他の関係式も利用している。
【０００５】
特許文献１の冷却装置は、これらの関係式を利用して、ロータリー式流量制御弁の開度を演算している。具体的には、その冷却装置は、３つの温度センサによって検出された３つの温度からラジエータ回路のラジエータ流量（冷却水の一部の流量）とバイパス回路のバイパス流量（冷却水の残部の流量）との比率（実際比率）を演算し、その比率からロータリー式流量制御弁の開度（実際開度）を演算している。
【０００６】
次に、特許文献１の冷却装置は、検出された１つの温度、即ちエンジン入口側の冷却水（混合後の冷却水）の温度（検出温度）の代わりに、エンジン入口側の冷却水の目標温度を利用している。具体的には、その冷却装置は、エンジン入口側の冷却水の目標温度と２つの温度センサによって検出された２つの温度（バイパス回路の冷却水の検出温度及びラジエータ回路の冷却水の検出温度）とからラジエータ回路のラジエータ流量とバイパス回路のバイパス流量との比率（目標比率）を演算し、その比率からロータリー式流量制御弁の目標開度を演算している。次に、その冷却装置は、ロータリー式流量制御弁の目標開度と実際開度との差から、ロータリー式流量制御弁の制御量を演算して、エンジン入口側の冷却水の検出温度を目標温度に近づけている。
【０００７】
ここで、ロータリー式流量制御弁の制御量は、ロータリー式流量制御弁の現在開度（検出開度）の±ｘ［％］であり、特許文献１の冷却装置は、ロータリー式流量制御弁の現在開度（検出開度）を検出するポテンショメータを更に備える必要がある。従って、その冷却装置は、ポテンショメータによって検出されたロータリー式流量制御弁の現在開度（検出開度）の変化量を制御量として演算する必要がある。
【０００８】
なお、特許文献１の冷却装置の変形例では、ポテンショメータによって検出されたロータリー式流量制御弁の現在開度（検出開度）から、ラジエータ回路のラジエータ流量とバイパス回路のバイパス流量との比率（推定比率）を演算し、その比率からバイパス回路の冷却水の推定温度を演算してもよい。その冷却装置の変形例では、３つの温度センサのうちのバイパス回路の冷却水の温度センサが廃止されてもよく、２つの温度センサによって検出された２つの温度とバイパス回路の冷却水の推定温度とからラジエータ回路のラジエータ流量とバイパス回路のバイパス流量との比率（実際比率）が演算されてもよく、従って、このような比率（実際比率）からロータリー式流量制御弁の開度（実際開度）が演算されてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−０４５７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の冷却装置（冷却水温度制御システム）及びその変形例では、ロータリー式流量制御弁の現在開度（検出開度）を検出するポテンショメータを備える必要がある。しかしながら、接触式センサであるポテンショメータの寿命は、ポテンショメータ内の接点摩耗等により短くなり得る。特に、近年のエンジンの低燃費化を実現するためには、ロータリー式流量制御弁を頻繁に又は迅速に又はより一層精度良く制御する必要があり、従って、このような状況において、ポテンショメータの寿命は、より一層短くなり得る。他方、ポテンショメータの代わりに、非接触式センサであるＭＲ（磁気抵抗）素子、ホール素子等を採用する時に、冷却装置の製造コストは、増加してしまう。従って、本発明者らは、例えばロータリー式流量制御弁等の混合弁の現在開度（検出開度）を検出しないことが好ましいことを認識した。
【００１１】
また、制御弁を頻繁に又は迅速に又はより一層精度良く制御するには、特許文献１の冷却装置及びその変形例に限界があることを本発明者らは認識した。具体的には、特許文献１の冷却装置及びその変形例では、ラジエータ回路のラジエータ流量とバイパス回路のバイパス流量との比率とロータリー式流量制御弁の開度との関係式が必要であるので、ＥＣＵ（Ｃ／Ｕ）内のメモリは、その関係式を記憶することになる。ここで、その関係式は、外気温度が例えば摂氏２５［ｄｅｇｒｅｅ］を前提としているので、特許文献１は、外気温度に応じて、その関係式を補正する必要があることを開示している。従って、外気温度に対応するためには、その関係式を記憶するＥＣＵ（Ｃ／Ｕ）内のメモリの容量は、より一層大きくなってしまう。
【００１２】
さらに、特許文献１の冷却装置（冷却水温度制御システム）及びその変形例では、エンジン入口側の冷却水の検出温度が目標温度に近づけられている。しかしながら、エンジンの温度をより一層精度良く制御するには、特許文献１の冷却装置及びその変形例に限界があることを本発明者らは認識した。具体的には、特許文献１の冷却装置及びその変形例では、エンジン入口側の冷却水の検出温度が目標温度に近づく応答時間が改善されるべきであることを本発明者らは認識した。言い換えれば、本発明者らは、近年のエンジンの低燃費化を実現するためには、早い応答時間が好ましいことを認識した。
【００１３】
本発明の１つの目的は、混合弁の現在開度を検出しないで冷却水の温度を制御する冷却水温度制御システム及び冷却水温度制御方法を提供することである。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び最良の実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下に、本発明の概要を容易に理解するために、本発明に従う態様を例示する。
【００１５】
第１の態様において、冷却水温度制御システムは、
ラジエータを有するラジエータ回路であって、エンジンから出て来る冷却水を前記ラジエータに入れて、前記ラジエータから出て来る冷却水を混合弁を介して前記エンジンに戻すラジエータ回路と、
前記ラジエータをバイパスする冷却水を循環させるバイパス回路と、
前記ラジエータから出て来る前記冷却水と前記バイパス回路から出て来る前記冷却水とを混合可能な前記混合弁と、
前記混合弁の制御量を決定する冷却水温度制御装置と、
前記エンジンの出口側の前記冷却水の温度を検出する第１の検出部と、
前記混合弁の出口側の前記冷却水の温度を検出する第２の検出部と、
前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の流量を検出する第３の検出部と、
前記エンジンの発熱状態を検出する第４の検出部と、
を備え、
冷却水温度制御システムは、前記発熱状態に基づき前記エンジンの前記出口側の前記冷却水の目標温度を利用し、
前記冷却水温度制御装置は、前記目標温度と前記第１の検出部によって検出された前記温度との差、前記第２の検出部によって検出された前記温度、及び前記第３の検出部によって検出された前記流量に基づき前記混合弁の前記制御量を決定する。
【００１６】
第１の態様では、冷却水温度制御システムの冷却水温度制御装置によって、混合弁の制御量は、冷却水の目標温度とエンジンの出口側の冷却水の温度（検出温度）との差、混合弁の出口側の冷却水の温度（検出温度）、及び混合弁の出口側の冷却水の流量に基づき、決定される。言い換えれば、混合弁の制御量は、混合弁の現在開度に基づき決定される必要がなく、従って、冷却水温度制御システムは、例えばポテンショメータ等の接触式センサ、及び例えばＭＲ素子、ホール素子等の非触式センサを備える必要がない。なお、冷却水の流量を検出する第３の検出部は、混合弁の入口側に２つ準備する必要がなく、混合弁の出口側に１つ準備すればよいので、冷却水温度制御システムの製造コストの増加を抑制することができる。
【００１７】
また、近年のエンジンの低燃費化を実現するためには、混合弁は、頻繁に又は迅速に又はより一層精度良く制御されることもある。このような状況によって、冷却水温度制御システムの第１〜第４の検出部の寿命は、影響を実質的に受けない又は非常に受け難い。加えて、このような状況において、冷却水温度制御装置の例えばメモリは、例えば外気温度に応じたテーブル（関係式）を記憶しなくてもよい。言い換えれば、例えば外気温度を考慮する時には、冷却水温度制御装置は、例えば外気温度に応じた目標温度を例えば関数（関係式）で演算又は補正すればよい。冷却水温度制御装置は、例えば外気温度に応じて混合弁の制御量を決定又は補正しなくてもよいので、冷却水温度制御装置の例えばメモリの容量は、必ずしも大きく設定される必要がない。
【００１８】
さらに、第１の態様では、エンジン出口側の冷却水の検出温度が目標温度に近づけられている。エンジンの発熱状態によってエンジン出口側の冷却水の検出温度が変化する時に、エンジン出口側の冷却水の検出温度が目標温度に近づく応答時間は、エンジン入口側の冷却水の検出温度が目標温度に近づく応答時間よりも早くなる。
【００１９】
第１の態様において、冷却水温度制御システムは、例えば、
前記混合弁の前記出口側と前記エンジンの入口側との間に配置される電動ポンプを
更に備えてもよく、その電動ポンプは、混合弁からの冷却水の流量及び温度で定まる冷却水の熱量（冷却源）をエンジンに導くことができる。
【００２０】
第１の態様において、
前記第３の検出部は、例えば、前記混合弁の前記出口側に配置されてもよく、これにより、冷却水の流量を検出する第３の検出部は、エンジン又は電動ポンプよりも、混合弁の方に近づくことができる。このような状況において、冷却水（混合冷却水）の流量は、混合弁からエンジン又は電動ポンプまでの配管、電動ポンプそれ自身等の外的要因の影響を受け難く、より一層正確に検出される。
【００２１】
第１の態様に従属する第２の態様において、
前記第３の検出部は、質量流量計であってもよい。
【００２２】
第２の態様では、質量流量計が採用される。従って、例えば電磁流量計よりも、質量流量計の方が小型化され易い。これにより、質量流量計を採用する冷却水温度制御システムを車両に搭載する時に、冷却水温度制御システムの搭載スペースの増加を抑制することができる。
【００２３】
第２の態様に従属する第３の態様において、
前記質量流量計は、コイルを有してもよく、
前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の前記流量は、前記コイルの熱放散量に基づき決定されてもよい。
【００２４】
第３の態様では、熱放散量を利用する質量流量計が採用される。このような簡易な原理で作用するコイルを有する質量流量計を採用する冷却水温度制御システムの製造コストは、低減される。
【００２５】
第４の態様において、冷却水温度制御方法は、
エンジンの出口側の冷却水の第１の検出温度を読み込むこと、
ラジエータから出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを混合可能な混合弁の出口側の冷却水の第２の検出温度を読み込むこと、
前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の検出流量を読み込むこと、
前記エンジンの前記出口側の前記冷却水の第１の目標温度と前記第１の検出温度との差が所定値以上である時に、前記第１の目標温度と前記第１の検出温度との前記差、前記第２の検出温度、及び前記検出流量に基づき前記混合弁の前記出口側の前記冷却水の第２の目標温度を決定すること、及び
前記第２の目標温度に基づき前記混合弁の制御量を決定すること、
を含む。
【００２６】
第４の態様では、冷却水温度制御方法によって、混合弁の制御量は、第２の目標温度（第１の目標温度と第１の検出温度との差、第２の検出温度、及び検出流量に基づく）に基づき、決定される。言い換えれば、混合弁の制御量は、混合弁の現在開度（例えばポテンショメータ等の接触式センサに基づく）に基づき決定される必要がなく、従って、冷却水温度制御方法によって作動する例えば冷却水温度制御装置の製造コストの増加を抑制することができる。
【００２７】
また、近年のエンジンの低燃費化を実現するためには、混合弁は、頻繁に又は迅速に又はより一層精度良く制御されることもある。このような状況において、例えば外気温度を考慮する時には、冷却水温度制御方法は、例えば外気温度に応じた目標温度を例えば関数（関係式）で演算又は補正すればよい。冷却水温度制御方法は、例えば外気温度に応じて混合弁の制御量を決定又は補正しなくてもよいので、冷却水温度制御方法は、混合弁の制御量の決定又は演算の負荷を軽減することができる。
【００２８】
さらに、第４の態様では、エンジン出口側の冷却水の第１の検出温度が第１の目標温度に近づけられている。エンジンの発熱状態によってエンジン出口側の冷却水の第１の検出温度が変化する時に、エンジン出口側の冷却水の第１の検出温度が第１の目標温度に近づく応答時間は、エンジン入口側の冷却水の検出温度が目標温度に近づく応答時間よりも早くなる。
【００２９】
当業者は、例示した本発明に従う態様が、本発明の精神を逸脱することなく、さらに変更され得ることを容易に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に従う冷却水温度制御システムの概略構成例を示す。
【図２】図１の第１〜第４の検出部に基づき決定される混合弁の制御量の概略説明図を示す。
【図３】図１の冷却水温度制御システム又は図２の冷却水温度制御装置の概略動作例を表すフローチャート図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に説明する最良の実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。
【００３２】
図１は、本発明に従う冷却水温度制御システムの概略構成例を示す。図１に示されるように、冷却水温度制御システムは、エンジン２０用の冷却水の温度を制御するために、ラジエータ１０を有するラジエータ回路（水路、流路）と、ラジエータ１０をバイパスする冷却水を循環させるバイパス回路（ラジエータ回路のバイパス回路、第１のバイパス回路）と、ラジエータ１０から出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを混合可能な混合弁３０と、を備えている。
【００３３】
なお、図１の冷却水温度制御システムは、ヒータコア４０を有するヒータ回路及びヒータコア４０をバイパスするバイパス回路（第２のバイパス回路）を更に備えている。図示されない自動車等の車両は、例えばガソリンエンジン等であるエンジン２０を備え、冷却水でエンジン２０を冷却するとともに、エンジン２０で温められた冷却水をポンプ５６及び分配弁５０を介してヒータコア４０に送り、ヒータコア４０を介して車両の室内を温めることができる。しかしながら、冷却水温度制御システムは、ヒータ回路及びバイパス回路（ヒータ回路のバイパス回路、第２のバイパス回路）を備えなくてもよい。
【００３４】
図１の冷却水温度制御システムは、冷却水の熱を車両の外気に伝えるラジエータ１０を適切に機能させるために、言い換えれば、ラジエータ１０を利用して冷却水の温度を適切に制御するために、例えば第１〜第４の検出部２４，３２，３４，２２を更に備えている。加えて、図１の冷却水温度制御システムは、例えば図２に示されるＣ／Ｕ（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である冷却水温度制御装置６０を更に備え、冷却水温度制御装置６０は、その動作の１例として、混合弁３０の制御量Ｉｒｃを決定することができる。なお、図１の冷却水温度制御システムは、ヒータコア４０を適切に機能させるために、他の検出部（図示せず）を更に備えてもよく、言い換えれば、他の検出部は、図１において省略されている。
【００３５】
図２のＣ／Ｕ（冷却水温度制御装置６０）は、当業者によってＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）と呼ばれてもよく、Ｃ／Ｕ（ＥＣＵ）は、一般に、例えばマイクロコンピュータで構成され、具体的には、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等を更に含むことができる。例えば、ＲＯＭは、ＣＰＵに所定の動作（冷却水温度制御方法）を実行させるプログラムを記憶し、ＲＡＭは、ＣＰＵのワーク領域を形成することができる。また、Ｃ／Ｕ（例えばＲＯＭ等のメモリ）は、例えば混合弁３０の制御量Ｉｒｃを決定又は演算するために必要なデータを記憶することができる。
【００３６】
図１において、ラジエータ１０を有するラジエータ回路は、例えばエンジン２０、混合弁３０等を有してもよく、例えばポンプ３６、分配弁３８等を更に有してもよい。図１において、ラジエータ回路は、エンジン２０から出て来る冷却水をラジエータ１０に入れて、ラジエータ１０から出て来る冷却水を混合弁３０を介してエンジン２０に戻すことができる。ラジエータ１０をバイパスするバイパス回路は、ラジエータ回路内に配置され、言い換えれば、ラジエータ回路は、バイパス回路とラジエータ回路との分岐ノード（第１の接続部）で分岐し、且つそのラジエータ回路は、バイパス回路とラジエータ回路との混合ノード（第２の接続部）を混合弁３０の位置で有している。
【００３７】
図１のポンプ３６（ウォータポンプ）は、例えば電動ポンプであり、ラジエータ回路及びバイパス回路の各々は、冷却水をポンプ３６の動力で循環させることができる。図１において、ポンプ３６即ち電動ポンプは、混合弁３０の出口側とエンジン２０の入口側との間に配置されている。もちろん、ポンプ３６は、例えば機械ポンプであってもよい。但し、好ましくは、ポンプ３６は、電動ポンプであり、例えば車両のバッテリ電源（図示せず）を動力とする電動ポンプは、混合弁３０からの冷却水の流量及び温度で定まる冷却水の熱量（冷却源）をエンジン２０に導くことができる。
【００３８】
図１の分配弁３８は、混合弁３０からの冷却水を例えばシリンダヘッド（図示せず）を冷却する第１の水路及び例えばシリンダブロック（図示せず）を冷却する第２の水路に分配することができる（図１の点線参照）。エンジン２０の出口側で第１の水路及び第２の水路は、統合又は接続されている。
【００３９】
図１のラジエータ回路は、エンジン２０の出口側で、ラジエータ回路とヒータ回路との分岐ノード（第３の接続部）で分岐する一方、ラジエータ回路は、エンジン２０の入口側で、ラジエータ回路とヒータ回路との混合ノード（第４の接続部）を有している。分配弁５０は、バイパス回路とヒータ回路との分岐ノード（第５の接続部）を有し、従って、ヒータ回路は、その分岐ノード（第５の接続部）で分岐し、且つヒータ回路は、ヒータコア４０を有するヒータ回路とヒータコア４０をバイパスするバイパス回路との混合ノード（第６の接続部）を有している。
【００４０】
図１において、第１の検出部２４は、エンジン２０の出口側の冷却水の温度を検出し、例えば温度センサ（水温センサ）で構成される。第２の検出部３２は、混合弁３０の出口側の冷却水の温度を検出し、例えば温度センサ（水温センサ）で構成される。第３の検出部３４は、混合弁３０の出口側の冷却水の流量を検出し、例えば流量センサ（水流センサ）で構成される。第４の検出部２２は、エンジン２０の発熱状態を検出し、例えばエンジン２０の回転数を検出するエンジン回転数センサ、例えばエンジン２０の吸気管（インテークマニホールド）内の圧力を検出する吸気管内圧センサなどで構成される。エンジン回転数、吸気管内圧等は、一般に、エンジン２０の発熱状態（負荷）に応じて変化している。第４の検出部２２は、少なくとも１つのセンサで構成され、好ましくは、複数のセンサで構成される。なお、第４の検出部２２は、例えばエンジン回転数センサ及び吸気管内圧センサに限定されず、他のセンサであってもよく、或いは、他のセンサを更に含んでもよい。
【００４１】
混合弁３０の出口側の冷却水の温度を検出する第２の検出部３２（例えば温度センサ）及び混合弁３０の出口側の冷却水の流量を検出する第３の検出部３４（例えば流量センサ）の各々は、混合弁３０の出口側とエンジン２０の入口側との間に配置され、好ましくは、混合弁３０の出口側に配置される。第２の検出部３２及び第３の検出部３４の各々は、エンジン２０又はポンプ３６よりも、混合弁３０の方に近づくことができる。これにより、冷却水（混合冷却水）の温度及び流量は、混合弁３０からエンジン２０又はポンプ３６までの配管、ポンプ３６それ自身等の外的要因の影響を受け難く、より一層正確に検出される。第２の検出部３２及び第３の検出部３４の各々は、更に好ましくは、混合弁３０の出口側と第４の接続部（エンジン２０の入口側でのラジエータ回路とヒータ回路との混合ノード）との間に配置される。これにより、冷却水温度制御システムがラジエータ回路だけでなくヒータ回路も備える時に、第２の検出部３２及び第３の検出部３４によって検出される冷却水の流量及び温度が、純粋に又は本質的に混合弁３０で生成された混合冷却水の流量及び温度を表すからである。もちろん、第２の検出部３２及び／又は第３の検出部３４は、混合弁３０の出口側等に限定されず、エンジン２０の入口側、ポンプ３６側の入口側、ポンプ３６側の出口側（分配弁３８の入口側）等に配置されてもよい。
【００４２】
図１の第３の検出部３４（例えば流量センサ）は、好ましくは、例えば質量流量計である。もちろん、第３の検出部３４は、例えば電磁流量計であってもよい。例えば質量流量計が第３の検出部３４に採用される時に、例えば電磁流量計よりも、質量流量計の方が小型化され易い。これにより、質量流量計を採用する冷却水温度制御システムを車両に搭載する時に、冷却水温度制御システムの搭載スペースの増加を抑制することができる。
【００４３】
加えて、質量流量計は、例えば白金コイル等のコイル（図示せず）を有し、好ましくは、混合弁３０の出口側の冷却水の流量は、コイルの熱放散量に基づき決定される。熱放散量を利用する例えばコイルを有する質量流量計が第３の検出部３４（例えば流量センサ）に採用される時に、混合弁３０の出口側の冷却水の流量は、コイルの熱放散量に基づき決定可能である。このような簡易な原理で作用するコイルを有する質量流量計を採用する冷却水温度制御システムの製造コストは、低減される。
【００４４】
図２は、図１の第１〜第４の検出部２４，３２，３４，２２に基づき決定される混合弁３０の制御量Ｉｒｃの概略説明図を示す。図２に示されるように、図１の冷却水温度制御システムに搭載される冷却水温度制御装置６０は、エンジン２０の発熱状態（例えばエンジン回転数Ｎｅ及び吸気管内圧Ｐ）だけでなく、エンジン２０の出口側の冷却水の温度Ｔｅｏｕｔ（検出温度）、混合弁３０の出口側の冷却水の温度Ｔｍｏｕｔ（検出温度）、及び混合弁３０の出口側の冷却水の流量Ｆｍｏｕｔ（検出流量）を入力可能である。図２の冷却水温度制御装置６０は、エンジン２０の例えばエンジン回転数Ｎｅ及び吸気管内圧Ｐに基づきエンジン２０の出口側の冷却水の目標温度Ｔｅｔ（図３参照）を演算又は決定することができる。また、図２の冷却水温度制御装置６０は、目標温度Ｔｅｔと検出温度Ｔｅｏｕｔとの差、検出温度Ｔｍｏｕｔ、及び検出流量Ｆｍｏｕｔに基づき混合弁３０の制御量Ｉｒｃを演算又は決定することができる。
【００４５】
図２において、例えばロータリー式弁である混合弁３０の例えば軸（回転軸）である可動部３７は、例えばギア部である減速機構３５を介して、例えば電動モータであるアクチュエータ３３によって制御又は駆動される。混合弁３０の制御量Ｉｒｃは、例えば電動モータの通電時間であり、例えばドライバである電源部３１は、例えば通電時間だけ、例えば電動モータを正回転又は逆回転させることができる。電動モータの回転又はアクチュエータ３３の駆動に応じて、混合弁３０の開度が制御又は決定される。
【００４６】
混合弁３０の開度が例えば０［％］である時に、混合弁３０は、ラジエータ１０から出て来る冷却水の流れを停める一方、混合弁３０は、バイパス回路から出て来る冷却水だけをエンジン２０又はポンプ２６に導くことができる。代替的に、混合弁３０の開度が例えば１００［％］である時に、混合弁３０は、ラジエータ１０から出て来る冷却水だけをエンジン２０又はポンプ２６に導く一方、混合弁３０は、バイパス回路から出て来る冷却水の流れを停めることができる。代替的に、混合弁３０の開度が例えば０［％］と例えば１００［％］との間である時に、混合弁３０は、ラジエータ１０から出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを混合し、混合された冷却水（混合冷却水）をエンジン２０又はポンプ２６に導くことができる。
【００４７】
混合弁３０の開度が例えば０［％］と例えば１００［％］との間である時に、ラジエータ１０から出て来る冷却水の流量とバイパス回路から出て来る冷却水の流量との比率（混合比率は、混合弁３０の開度と比例してもよく、或いは比例しなくてもよい。なお、特許文献１において、混合比率は、特許文献１のロータリー式流量制御弁の開度とほぼ比例している。
【００４８】
図２の冷却水温度制御装置６０によって、混合弁３０の制御量Ｉｒｃは、冷却水の目標温度Ｔｅｔとエンジン２０の出口側の冷却水の温度Ｔｅｏｕｔ（検出温度）との差、混合弁３０の出口側の冷却水の温度Ｔｍｏｕｔ（検出温度）、及び混合弁３０の出口側の冷却水の流量Ｆｍｏｕｔに基づき、決定される。言い換えれば、混合弁３０の制御量Ｉｒｃは、混合弁３０の現在開度に基づき決定される必要がなく、従って、冷却水温度制御システムは、例えばポテンショメータ等の接触式センサ、及び例えばＭＲ素子、ホール素子等の非触式センサを備える必要がない。なお、冷却水の流量Ｆｍｏｕｔを検出する第３の検出部３４は、混合弁３０の入口側に２つ準備する必要がなく、混合弁３０の出口側に１つ準備すればよいので、冷却水温度制御システムの製造コストの増加を抑制することができる。
【００４９】
また、近年のエンジン２０の低燃費化を実現するためには、混合弁３０は、頻繁に又は迅速に又はより一層精度良く制御されることもある。このような状況によって、冷却水温度制御システムの第１〜第４の検出部２４，３２，３４，２２の寿命は、影響を実質的に受けない又は非常に受け難い。加えて、このような状況において、冷却水温度制御装置６０の例えばメモリは、例えば外気温度に応じたテーブル（関係式）を記憶しなくてもよい。言い換えれば、例えば外気温度を考慮する時には、冷却水温度制御装置６０は、例えば外気温度に応じた目標温度Ｔｅｔを例えば関数（関係式）で演算又は補正すればよい。冷却水温度制御装置６０は、例えば外気温度に応じて混合弁３０の制御量Ｉｒｃを決定又は補正しなくてもよいので、冷却水温度制御装置６０の例えばメモリの容量は、必ずしも大きく設定される必要がない。
【００５０】
さらに、冷却水温度制御装置６０では、エンジン２０の出口側の冷却水の検出温度Ｔｅｏｕｔが目標温度Ｔｅｔに近づけられている。エンジン２０の発熱状態によってエンジン２０の出口側の冷却水の検出温度Ｔｅｏｕｔが変化する時に、エンジン２０の出口側の冷却水の検出温度Ｔｅｏｕｔが目標温度Ｔｅｔに近づく応答時間は、エンジン２０の入口側の冷却水の検出温度が目標温度（例えば特許文献１のエンジン入口側の冷却水の目標温度）に近づく応答時間よりも早くなる。
【００５１】
なお、特許文献１の冷却装置では、エンジン入口側の冷却水（混合後の冷却水）の温度が、バイパス回路の冷却水（混合前の冷却水の残部）の温度及び流量並びにラジエータ回路の冷却水（混合前の冷却水の一部）の温度及び流量によって決定されるという関係式を利用している。従って、特許文献１の冷却装置では、エンジン入口側の冷却水の目標温度を利用する必要がある。
【００５２】
図３は、図１の冷却水温度制御システム又は図２の冷却水温度制御装置６０の概略動作例を表すフローチャート図を示す。図３のステップＳＴ０１に示されるように、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、エンジン２０の例えばエンジン回転数Ｎｅ及び吸気管内圧Ｐを図２の第４の検出部２２から読み込み、その後、冷却水温度制御装置６０は、エンジン２０の発熱状態に基づきエンジン２０の出口側の冷却水の目標温度Ｔｅｔ（第１の目標温度）を演算又は決定することができる（図３のステップＳＴ０２参照）。但し、図２の冷却水温度制御装置６０は、車両内の他のＣ／Ｕ（図示せず）によって既に演算又は決定された冷却水の目標温度Ｔｅｔを他のＣ／Ｕ又は車両内のＬＡＮ（図示せず）から読み込み又は入力してもよい。言い換えれば、図２の第４の検出部２２は、例えば他のＣ／Ｕであってもよい。
【００５３】
特に、図１のポンプ３６が電動ポンプである時に、第４の検出部２２又は他のＣ／Ｕは、電動ポンプ（ポンプ３６）を制御するＣ／Ｕ（図示せず）であってもよい。言い換えれば、冷却水温度制御システム又は冷却水温度制御装置６０は、エンジン２０の出口側の冷却水の目標温度Ｔｅｔを利用する時に、冷却水の目標温度Ｔｅｔは、冷却水温度制御システム又は冷却水温度制御装置６０によって、直接に演算又は決定されなくてもよい。もちろん、冷却水温度制御装置６０は、混合弁３０の制御量Ｉｒｃを演算又は決定するだけでなく、電動ポンプ（ポンプ３６）の制御量Ｉｒｃを演算又は決定してもよい。
【００５４】
図３のステップＳＴ０３に示されるように、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、エンジン２０の出口側の冷却水の温度Ｔｅｏｕｔ（第１の検出温度）、ラジエータ１０から出て来る冷却水とバイパス回路から出て来る冷却水とを混合可能な混合弁３０の出口側の冷却水の温度Ｔｍｏｕｔ（第２の検出温度）、及び混合弁３０の出口側の冷却水の流量Ｆｍｏｕｎｔを図２の第１〜第３の検出部２４，３２，３４から読み込む。次に、図３のステップＳＴ０４に示されるように、エンジン２０の出口側の冷却水の目標温度Ｔｅｔ（第１の目標温度）と温度Ｔｅｏｕｔ（第１の検出温度）との差が所定値よりも小さい時に、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、再びステップＳＴ０１を実行することができる。
【００５５】
他方、エンジン２０の出口側の冷却水の目標温度Ｔｅｔ（第１の目標温度）と温度Ｔｅｏｕｔ（第１の検出温度）との差が所定値以上である時に、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、第１の目標温度と第１の検出温度との差（Ｔｅｔ−Ｔｅｏｕｔ）、第２の検出温度（Ｔｍｏｕｔ）、及び検出流量（Ｆｍｏｕｔ）に基づき混合弁３０の出口側の冷却水の第２の目標温度を決定することができる。
【００５６】
混合弁３０の出口側の冷却水の第２の目標温度が混合弁３０の出口側の冷却水の第２の検出温度（Ｔｍｏｕｔ）に近づくように、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、混合弁３０の制御量Ｉｒｃ、具体的には混合弁３０用の例えば電動モータ（アクチュエータ３３）の回転の変化量を演算又は決定することができる（図３のステップＳＴ０５参照）。ここで、第１の目標温度と第１の検出温度との差（Ｔｅｔ−Ｔｅｏｕｔ）、第２の検出温度（Ｔｍｏｕｔ）、及び検出流量（Ｆｍｏｕｔ）に応じた電動モータ（アクチュエータ３３）の回転の変化量（通電時間）を表す例えばテーブル、関数等の関係式は、例えば実験的に又は理論的に事前に決定され、その関係式は、冷却水温度制御装置６０の例えばメモリに事前に記憶又は格納されている。
【００５７】
図３のステップＳＴ０６に示されるように、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、電動モータ（アクチュエータ３３）の回転の変化量（通電時間）に応じて図２の電源部３１を制御することができる。その後、例えば図２の冷却水温度制御装置６０は、再び、例えばステップＳＴ０３又はステップＳＴ０１を実行することができる。冷却水温度制御装置６０は、ステップＳＴ０６を実行した後に、ステップＳＴ０１を実行してもよいが、好ましくは、ステップＳＴ０３が実行される。ステップＳＴ０６を実行した後にステップＳＴ０３が実行される時に、冷却水温度制御装置６０は、混合弁３０の制御量Ｉｒｃ（混合弁３０の現在開度）が適切であったのか、確認することができる。言い換えれば、混合弁３０の制御量Ｉｒｃを決定するための関係式は、厳密に決定されなくてもよく、これにより、冷却水温度制御装置６０の例えばメモリの容量の増加を抑制することができる。
【００５８】
例えば図２の冷却水温度制御装置６０の作動方法（冷却水温度制御方法）によって、混合弁３０の制御量Ｉｒｃは、第２の目標温度（第１の目標温度と第１の検出温度との差（Ｔｅｔ−Ｔｅｏｕｔ）、第２の検出温度（Ｔｍｏｕｔ）、及び検出流量（Ｆｍｏｕｔ）に基づく）に基づき、決定される（図３のステップＳＴ０５参照）。言い換えれば、混合弁３０の制御量Ｉｒｃは、混合弁３０の現在開度（例えばポテンショメータ等の接触式センサに基づく）に基づき決定される必要がなく、従って、冷却水温度制御方法によって作動する例えば冷却水温度制御装置６０の製造コストの増加を抑制することができる。
【００５９】
ところで、図２の第２の検出部３２及び第３の検出部３４の両者は、図１の混合弁３０のハウジング（図示せず）内に配置されることが好ましい。言い換えれば、第２の検出部３２及び第３の検出部３４の両者は、混合弁３０の直後に配置され、第２の検出部３２、第３の検出部３４及び混合弁３０は、一体化されることが好ましい。第２の検出部３２（例えば温度センサ）が混合弁３０（電動制御弁）の直後に配置される時に、混合弁３０の出口側の冷却水の第２の目標温度は、混合弁３０の出口側の冷却水の第２の検出温度（Ｔｍｏｕｔ）により一層早く近づくことができるからである。また、第３の検出部３４（例えば質量流量計）が混合弁３０（電動制御弁）の直後に配置される時に、混合弁３０（電動制御弁）のハーネス部（図示せず）又はコネクタ部（図示せず）に、冷却水温度制御装置６０と電源部３１との配線、及び冷却水温度制御装置６０と第３の検出部３４との配線を集約することができるからである。
【００６０】
なお、第３の検出部３４（例えば質量流量計）は、例えばヒータ（図示せず）及び温度センサ（図示せず）で構成されてもよく、言い換えれば、流量は、ヒータに例えばパルス電圧を印加した時刻とそのパルス電圧に応じた温度センサのパルス信号を検出する時刻との差、並びにヒータ及び温度センサ間の距離に応じて演算又は決定されてもよい。しかしながら、第３の検出部３４は、温度センサを有しないで、例えば白金コイル等のコイルのみで構成されることが好ましく、従って、流量は、コイルに例えばセンサ電流を印加する状態でそのコイルのセンサ抵抗値のみによって演算又は決定されることが、例えば配線の集約化の観点からも好ましい。
【００６１】
本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。
【符号の説明】
【００６２】
１０・・・ラジエータ、２０・・・エンジン、２２・・・第４の検出部（例えばエンジン回転数センサ、例えば吸気管内圧センサなど）、２４・・・第１の検出部（例えば温度センサ）、３０・・・混合弁、３１・・・電源部（例えばドライバ）、３２・・・第２の検出部（例えば温度センサ）、３３・・・アクチュエータ（例えば電動モータ）、３４・・・第３の検出部（例えば質量流量計）、３５・・・減速機構（例えばギア部）、３６・・・ポンプ、３７・・・可動部（例えば軸又は回転軸）、３８・・・分配弁、４０・・・ヒータコア、５０・・・分配弁、５６・・・ポンプ、６０・・・冷却水温度制御装置（例えばＣ／Ｕ）、Ｉｒｃ・・・制御量（例えば通電時間）。
【図１】
2016109057.tif 000003
【図２】
2016109057.tif 000004
【図３】
2016109057.tif 000005