(57)【要約】【課題】ベルト駆動式のウォータポンプによってエンジンの冷却水通路に圧送した冷却水を、電子制御弁の操作によってエンジン外部の複数の分岐通路に流して熱交換してウォータポンプに戻す冷却水循環システムにおいて、循環停止中の冷却水通路外への水漏れを防止する。【解決手段】エンジン１０の冷間始動時には、暖機を促進すべく多機能弁１８と分岐通路２２，２６，３０の連通が遮断状態となるように分岐弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃが操作される。但し、ウォータジャケット１２内の推定圧力と外気圧との差が規定値以上の場合は、ウォータポンプ１４から多機能弁１８までの冷却系のシール部から冷却水が漏れる可能性が高いと判断できる。そのため、多機能弁１８と分岐通路２２，２６，３０の何れかが連通するように分岐弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃが操作される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト駆動式のウォータポンプによってエンジンの冷却水通路に圧送した冷却水を、電子制御弁の操作によって前記エンジンの外部に設けた複数の分岐通路に流して熱交換して前記ウォータポンプに戻す冷却水循環システムであって、
前記冷却水通路内の冷却水温が所定温度未満の場合、前記電子制御弁の操作によって前記冷却水通路と前記分岐通路との連通を全て遮断状態とする遮断手段と、
前記エンジンの回転速度に基づいて、前記冷却水通路内の圧力を推定する推定手段と、
前記冷却水通路内の圧力と外気圧との差が規定値以上の場合、前記冷却水温が前記所定温度未満であっても前記電子制御弁の操作によって前記遮断状態を解除する解除手段と、
を備えることを特徴とする冷却水循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却水循環システムに関し、より詳細には、エンジンの冷却水を循環させる冷却水循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２０１３−２３４６０５号公報には、ベルト駆動式のウォータポンプによってエンジンの冷却水通路に圧送した冷却水を、電子制御弁の操作によってエンジン外部の３つの分岐通路に流して熱交換してウォータポンプに戻す冷却水循環システムが開示されている。このシステムでは、エンジン回転数が所定回転数以下で、且つ、冷却水温が所定温度以下の場合には電子制御弁を操作して３つの分岐通路の全てを閉じ、エンジン回転数が所定回転数を上回った場合には、冷却水温に関わらず電子制御弁を操作して何れかの分岐通路を開く制御が行われている。冷却水温が低い間はエンジンの暖機を優先すべく分岐通路の全てを閉じることが望ましい。しかし、ベルト駆動式のウォータポンプを用いる場合は、エンジン回転数の上昇に伴い冷却水通路内の圧力が高くなり、冷却水通路やこれに接続される機器に大きな負荷が掛かってしまう。この点、何れかの分岐通路を開くことで、エンジン暖機中においても冷却水通路内の過度な圧力上昇を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２３４６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した冷却水通路内の圧力上昇に伴う不具合の一つに、冷却水通路外への水漏れがある。この水漏れには、冷却水通路内の圧力だけでなく冷却水通路や接続機器を取り巻く外気の圧力も少なからず関与する。しかし、上述したシステムではこのような外気圧を考慮していないため、水漏れし易い状況であるにも関わらず、分岐通路の全てが閉じられたままとなる可能性がある。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものである。即ち、ベルト駆動式のウォータポンプによってエンジンの冷却水通路に圧送した冷却水を、電子制御弁の操作によってエンジン外部の複数の分岐通路に流して熱交換してウォータポンプに戻す冷却水循環システムにおいて、循環停止中の冷却水通路外への水漏れを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明は、ベルト駆動式のウォータポンプによってエンジンの冷却水通路に圧送した冷却水を、電子制御弁の操作によって前記エンジンの外部に設けた複数の分岐通路に流して熱交換して前記ウォータポンプに戻す冷却水循環システムであって、
前記冷却水通路内の冷却水温が所定温度未満の場合、前記電子制御弁の操作によって前記冷却水通路と前記分岐通路との連通を全て遮断状態とする遮断手段と、
前記エンジンの回転速度に基づいて、前記冷却水通路内の圧力を推定する推定手段と、
前記冷却水通路内の圧力と外気圧との差が規定値以上の場合、前記冷却水温が前記所定温度未満であっても前記電子制御弁の操作によって前記遮断状態を解除する解除手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、冷却水通路内の圧力と外気圧との差が規定値以上の場合、冷却水温が所定温度未満であっても遮断状態が解除されるので、冷却水通路外への水漏れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の冷却水循環システムの構成を説明するための図である。
【図２】実施の形態において、ＥＣＵ４０により実行される水停止制御中の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態の冷却水循環システムの構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施の形態の冷却水循環システムは、車両に搭載されるエンジン１０を備えている。エンジン１０の本体（シリンダブロックやシリンダヘッド）には、ウォータジャケット１２が設けられている。このウォータジャケット１２を流れる冷却水とエンジン１０との間で熱交換が行われる。
【００１０】
ウォータジャケット１２を流れる冷却水は、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）１４から圧送されたものである。このウォータポンプ１４は、エンジン１０の駆動力がベルトを介して伝達されることによって駆動するベルト式のウォータポンプである。ウォータジャケット１２の入口部とウォータポンプ１４の吐出ポート（図示しない）とは、供給通路１６によって接続されている。ウォータジャケット１２の出口部には、多機能弁１８の流入ポート（図示しない）が接続されている。
【００１１】
多機能弁１８は、ウォータジャケット１２の出口部から排出された冷却水の流入先を、複数の分岐通路間で切り替えることのできるＤＣモータ駆動式弁である。具体的に、多機能弁１８の排出ポート（図示しない）は、デバイス２０（例えばトランスミッションウォーマ、オイルクーラ、ＥＧＲクーラ等）が設けられた分岐通路２２の流入ポート（図示しない）と、車内空調用のヒータ２４が設けられた分岐通路２６の流入ポート（図示しない）と、ラジエータ２８が設けられた分岐通路３０の流入ポート（図示しない）と、に接続されている。多機能弁１８の排出ポートと各分岐流路の流入ポートとの接続箇所には、分岐弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられている。
【００１２】
分岐弁１８ａを操作して多機能弁１８と分岐通路２２を連通させると冷却水がデバイス２０に流入し、この冷却水と、デバイス２０を流れる流体（オイル、ＥＧＲガス等）との間で熱交換が行われる。また、分岐弁１８ｂを操作して多機能弁１８と分岐通路２６を連通させると冷却水がヒータ２４に流入し、この冷却水と車内暖房用空気との間で熱交換が行われる。また、分岐弁１８ｃを操作して多機能弁１８と分岐通路３０を連通させると冷却水がラジエータ２８に流入し、この冷却水と外気との間で熱交換が行われる。各分岐通路の排出ポート（図示しない）は、ウォータポンプ１４の吸入ポート（図示しない）に接続されている。各分岐通路からウォータポンプ１４に流入した冷却水は、供給通路１６に圧送される。
【００１３】
また、本実施の形態の冷却水循環システムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０は、少なくとも入出力インタフェースとメモリとＣＰＵとを備えている。入出力インタフェースは、各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。ＥＣＵ４０が信号を取り込むセンサには、ウォータジャケット１２の出口部に設けられた温度センサ３２、エンジン１０の回転速度を検出するためのクランク角センサ３４、エンジン１０が搭載された車両の周辺の環境情報（外気温、外気圧、湿度等）を取得可能なカーナビ装置３６、車内空調のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるためのスイッチ３８等が含まれる。ＥＣＵ４０が操作信号を出すアクチュエータには、上述した多機能弁１８が含まれる。メモリには、各種の制御プログラム、マップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。
【００１４】
［本実施の形態の特徴］
ところで、エンジン１０の冷間始動時には、暖機を促進すべく多機能弁１８と分岐通路２２，２６，３０の連通が遮断状態となるように分岐弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃが操作される（水停止制御）。この水停止制御は、温度センサ３２が検出した冷却水温が所定温度未満の場合に行われる。また、冷却水温が上昇して所定温度以上となった場合には水停止制御が終了され、各種要求（例えば、冷却水の冷却要求、トランスミッションの暖機要求、ドライバからの車内空調要求等）に応じて多機能弁１８と各分岐通路とが連通するように各分岐弁が操作される。
【００１５】
但し、水停止制御中であってもウォータポンプ１４は冷却水を供給通路１６に圧送し続けるので、供給通路１６内やウォータジャケット１２内の圧力は上昇し続ける。そうすると、ウォータポンプ１４から多機能弁１８までの冷却系のシール部（例えば、ウォータジャケット１２の出口部と多機能弁１８の流入ポートの間のシール部）から冷却水が漏れる可能性がある。そして、冷却水が漏れた場合には、早期暖機効果やそれに伴う燃費効果が薄れてしまう。
【００１６】
また、エンジン１０を搭載した車両が高地走行中の場合は、低地走行中の場合に比べて供給通路１６内やウォータジャケット１２内の圧力と外気圧の差が大きくなるので、上述したシール部からの冷却水の漏れが起こり易くなる。そこで、本実施の形態では、エンジン１０の回転数に基づいてウォータポンプ１４から多機能弁１８までの冷却系内の圧力（具体的にはウォータジャケット１２内の圧力を推定し、更に、推定した圧力と外気圧の差が大きい場合には、水停止制御中であっても分岐弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃを操作して多機能弁１８と分岐通路２２，２６，３０の何れかを連通させる制御を行うこととしている。多機能弁１８と分岐通路２２，２６，３０の何れかを連通させれば、冷却系内の圧力を下げることができるので、冷却水の漏れを防止できる。
【００１７】
［具体的制御］
次に、図２を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図２は、本実施の形態において、ＥＣＵ４０により実行される水停止制御中の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図２に示すルーチンは、水停止制御の開始直後から所定の制御周期ごとに繰り返し実行されるものとする。
【００１８】
図２に示すルーチンにおいては、先ず、外気圧が検出される（ステップＳ１０）。具体的には、カーナビ装置３６が取得した環境情報に基づいて、外気圧が検出される。なお、カーナビ装置３６の環境情報からではなく、別途車両に搭載した圧力センサから外気圧を検出することもできる。
【００１９】
続いて、ウォータジャケット１２内の圧力が推定される（ステップＳ１２）。具体的には、クランク角センサ３４からエンジン１０の回転速度が検出され、この回転速度に基づいてウォータジャケット１２内の圧力が推定される。
【００２０】
続いて、外気圧と推定圧力との差が規定値以上か否かが判定される（ステップＳ１４）。具体的には、ステップＳ１０で検出された外気圧と、ステップＳ１２で推定された圧力との差が規定値以上か否かが判定される。この規定値には、冷却水の漏れが生じ得る圧力差としてＥＣＵ４０のメモリ内に予め記憶されたものが用いられる。
【００２１】
ステップＳ１４において、外気圧と推定圧力との差が規定値以上の場合は、ウォータポンプ１４から多機能弁１８までの冷却系のシール部から冷却水が漏れる可能性が高いと判断できる。そのため、多機能弁１８と分岐通路２２，２６，３０の何れかが連通するように分岐弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃが操作される（ステップＳ１６）。一方、外気圧と推定圧力との差が規定値未満の場合は、冷却水が漏れる可能性は低いと判断できるので、本ルーチンが終了される。
【００２２】
以上、図２に示したルーチンによれば、外気圧と推定圧力との差が規定値以上の場合、冷却水温が所定温度未満であっても分岐通路２２，２６，３０の何れかが開かれる。従って、ウォータポンプ１４から多機能弁１８までの冷却系内の圧力を下げることができるので、冷却水の漏れを防止できる。
【００２３】
なお、上記実施の形態においては、ウォータジャケット１２および供給通路１６が本発明の「冷却水通路」に、多機能弁１８が本発明の「電子制御弁」に、それぞれ相当している。
また、ＥＣＵ４０が水停止制御を実行することにより本発明の「遮断手段」が、図２のステップＳ１２の処理を実行することにより本発明の「推定手段」が、ステップＳ１４，１６の処理を実行することにより本発明の「解除手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００２４】
１０  エンジン
１２  ウォータジャケット
１４  ウォータポンプ
１６  供給通路
１８  多機能弁
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ  分岐弁
２２，２６，３０  分岐通路
４０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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