特開 2020-204292 エンジンの冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-204292(P2020-204292A)

(43)【公開日】2020年12月24日

(54)【発明の名称】エンジンの冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 29/04 20060101AFI20201127BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20201127BHJP

   F02B 39/06 20060101ALI20201127BHJP

   F02B 39/12 20060101ALI20201127BHJP

【ＦＩ】

   F02B29/04 R

   F01P7/16 504A

   F01P7/16 504B

   F02B39/06

   F02B39/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-112653(P2019-112653)

(22)【出願日】2019年6月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089004

【弁理士】

【氏名又は名称】岡村 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】高山 真二

(72)【発明者】

【氏名】楠 友邦

(72)【発明者】

【氏名】河▲崎▼ 豊

(72)【発明者】

【氏名】渥美 伸二

【テーマコード（参考）】

3G005

【Ｆターム（参考）】

3G005EA19

3G005FA37

3G005GA12

3G005GC07

3G005JA12

3G005JA39

3G005JB17

(57)【要約】

【課題】非過給条件成立時、冷却水ポンプを間欠的に起動させることにより、燃費改善を図りつつ冷却水温の検出精度を確保することができるエンジンの冷却装置を提供する。
【解決手段】吸気通路２０に配設された過給機２２と、インタクーラ２４と、このインタクーラ２４に冷却水を供給する電動ポンプ２８と、過給機２２及び電動ポンプ２８を制御する制御ユニット４０とを備えたエンジン１の冷却装置において、インタクーラ２４に供給される冷却水の温度を検出する水温センサ４４を有し、制御ユニット４０は、過給機２２を駆動する過給条件成立時、電動ポンプ２８を制御してインタクーラ２４に供給される冷却水量を水温センサ４４に検出された冷却水の温度が高いときは冷却水の温度が低いときよりも増加し、過給機２２の駆動を停止させる非過給条件成立時、電動ポンプ２８を制御して冷却水をインタクーラ２４に間欠的に供給している。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気通路に配設された過給機と、この過給機よりも下流の吸気通路に配設されたインタクーラと、このインタクーラに冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記過給機及び冷却水ポンプを制御する制御ユニットとを備えたエンジンの冷却装置において、
前記インタクーラに供給される冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を有し、
前記制御ユニットは、前記過給機を駆動する過給条件成立時、前記冷却水ポンプを制御して前記インタクーラに供給される冷却水量を前記冷却水温検出手段に検出された冷却水の温度が高いときは冷却水の温度が低いときよりも増加し、
前記過給機の駆動を停止させる非過給条件成立時、前記冷却水ポンプを制御して冷却水を前記インタクーラに間欠的に供給することを特徴とするエンジンの冷却装置。

【請求項2】

ラジエータと、このラジエータと前記インタクーラとを接続する第１水路、及び第２水路とから構成される冷却水回路を備え、
前記制御ユニットは、前記冷却水回路の冷却水の温度勾配を解消可能な最低冷却水量を供給することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。

【請求項3】

前記制御ユニットは、冷却水の供給及び供給停止を周期的に繰り返すように設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの冷却装置。

【請求項4】

前記制御ユニットは、車速が高いときの周期を車速が低いときの周期に比べて短くなるように設定することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの冷却装置。

【請求項5】

前記制御ユニットは、単位時間当たりの冷却水量を車速に拘らず一定に設定することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの冷却装置。

【請求項6】

前記制御ユニットは、前記非過給条件成立時、第１設定温度以上において、第１冷却水量を前記インタクーラに供給し、前記第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度未満において、前記第１冷却水量よりも低く設定された第２冷却水量を前記インタクーラに供給し、前記第１設定温度と第２設定温度の間において、前記間欠供給手段を介して前記冷却水の間欠供給を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの冷却装置。

【請求項7】

前記過給機が、エンジンによって駆動される機械式過給機とされると共に電磁クラッチの制御によりエンジンに対する連結状態を切替可能に構成されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジンの冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの冷却水装置に関し、特に、過給機の下流に配設されたインタクーラに冷却水を供給する冷却水ポンプを備えたエンジンの冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両用エンジンでは、燃焼室に供給される吸気の充填量を増してエンジン出力を増加するために、吸気通路の途中部に排気ガスのエネルギーを用いた排気ターボ過給機やクランク軸の動力を用いた機械式過給機等が設置されている。これら過給機を設置した場合、吸気の圧縮に伴って供給される吸気温度が上昇し、ノッキングが発生し易くなる。
そこで、吸気温度の低下を促すことを狙いとして、インタクーラとラジエータとを連結する冷却水通路と、この冷却水通路に冷却水を流すための冷却水ポンプとを備えた吸気冷却システムが知られている。

【0003】

特許文献１の内燃機関の冷却制御装置は、吸気通路に配設された排気ターボ過給機と、この排気ターボ過給機よりも下流の吸気通路に配設されたインタクーラと、このインタクーラに冷却水を供給する冷却水ポンプと、インタクーラに供給される冷却水の温度を検出する冷却水温センサと、冷却水ポンプを制御する制御ユニットとを備えている。そして、この制御ユニットは、排気ターボ過給機による過給を実行する過給領域の場合、冷却水ポンプを最大流量に制御すると共に、排気ターボ過給機による過給を実行しないＮＡ（Natural Aspiration）領域の場合、エンジン回転数に応じた目標水温になるよう冷却水ポンプの冷却水量を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−０９４８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の内燃機関の冷却制御装置は、ＮＡ領域であっても冷却水を強制循環させるため、吸気を冷却しながら、過冷却による凝縮水の発生を回避することができる。
しかし、特許文献１の技術では、ＮＡ領域において吸気温度低下の必要性がないにも拘らず冷却水ポンプを駆動しているため、冷却水ポンプの駆動に係る燃料が消費され、結果域に、燃費が悪化する虞がある。

【0006】

そこで、過給機による過給を実行しないＮＡ領域では、冷却水ポンプの駆動を停止させることにより冷却水ポンプによる燃料消費を抑え、燃費悪化を回避することが考えられる。
しかし、インタクーラとラジエータとを連結する冷却水通路が長いことから、冷却水ポンプの駆動を停止した場合、冷却水通路の配置位置によっては、通路内における冷却水の温度に格差、所謂温度勾配が生じ、正確な冷却水温を検出することができない虞がある。
即ち、現在提案されている技術では、燃費改善を図りつつ冷却水温の検出精度を確保することは容易ではない。

【0007】

本発明の目的は、燃費改善を図りつつ冷却水温の検出精度を確保可能なエンジンの冷却装置等を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１のエンジンの冷却装置は、吸気通路に配設された過給機と、この過給機よりも下流の吸気通路に配設されたインタクーラと、このインタクーラに冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記過給機及び冷却水ポンプを制御する制御ユニットとを備えたエンジンの冷却水装置において、前記インタクーラに供給される冷却水の温度を検出する冷却水温検出手段を有し、前記制御ユニットは、前記過給機を駆動する過給条件成立時、前記冷却水ポンプを制御して前記インタクーラに供給される冷却水量を前記冷却水温検出手段に検出された冷却水の温度が高いときは冷却水の温度が低いときよりも増加し、前記過給機の駆動を停止させる非過給条件成立時、前記冷却水ポンプを制御して冷却水を前記インタクーラに間欠的に供給することを特徴としている。

【0009】

このエンジンの冷却装置では、制御ユニットは、前記過給機を駆動する過給条件成立時、前記冷却水ポンプを制御して前記インタクーラに供給される冷却水量を前記冷却水温検出手段に検出された冷却水の温度が高いときは冷却水の温度が低いときよりも増加するため、冷却水温に応じて冷却水量を増加することができ、燃焼室に供給される吸気温度を過給状態に合わせて効果的に低下させることができる。
前記過給機の駆動を停止させる非過給条件成立時、前記冷却水ポンプを制御して冷却水を前記インタクーラに間欠的に供給するため、最小限の冷却水ポンプの駆動で冷却水を流動させることができ、冷却水の温度勾配の発生を回避することができる。

【0010】

請求項２の発明は、請求項１の発明において、ラジエータと、このラジエータと前記インタクーラとを接続する第１水路、及び第２水路とから構成される冷却水回路を備え、前記制御ユニットは、前記冷却水回路の冷却水の温度勾配を解消可能な最低冷却水量を供給することを特徴としている。
この構成によれば、冷却水ポンプの駆動力を最小化することができ、燃費改善を図ることができる。

【0011】

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記制御ユニットは、冷却水の供給及び供給停止を周期的に繰り返すように設定することを特徴としている。
この構成によれば、冷却水ポンプの駆動制御を簡単化することができる。

【0012】

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記制御ユニットは、車速が高いときの周期を車速が低いときの周期に比べて短くなるように設定することを特徴としている。
この構成によれば、過給条件成立の可能性が高い高車速時、冷却水の流動周期を短くして温度勾配の発生を確実に回避することができる。また、過給条件成立の可能性が低い低車速時、冷却水ポンプの起動頻度を抑えて一層燃費改善を図ることができる。

【0013】

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記制御ユニットは、単位時間当たりの冷却水量を車速に拘らず一定に設定することを特徴としている。
この構成によれば、冷却水の流動周期の切換前後に亙って冷却水ポンプの駆動に必要な負荷を平滑化でき、負荷変動に伴うショックの発生を回避することができる。

【0014】

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、前記制御ユニットは、前記非過給条件成立時、第１設定温度以上において、第１冷却水量を前記インタクーラに供給し、前記第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度未満において、前記第１冷却水量よりも低く設定された第２冷却水量を前記インタクーラに供給し、前記第１設定温度と第２設定温度の間において、前記間欠供給手段を介して前記冷却水の間欠供給を行うことを特徴としている。
この構成によれば、第１設定温度以上において、インタクーラ等各種機器の高温に起因する熱害を回避することができ、第２設定温度未満において、故障診断等制御系に係る低温に起因する不具合を回避することができる。

【0015】

請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか１項の発明において、前記過給機が、エンジンによって駆動される機械式過給機とされると共に電磁クラッチの制御によりエンジンに対する連結状態を切替可能に構成されたことを特徴としている。
この構成によれば、電磁クラッチを介して切換可能に構成された機械式過給機を備えたエンジンにおいて、燃費改善を図りつつ冷却水温の検出精度を確保することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のエンジンの冷却装置によれば、非過給条件成立時、冷却水ポンプを間欠的に起動させることにより、燃費改善を図りつつ冷却水温の検出精度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１に係るエンジンの概略構成図である。

【図2】エンジンの制御ブロック図である。

【図3】エンジンの運転領域マップを示す図である。

【図4】過給条件成立時における電動ポンプの制御マップを示す図である。

【図5】非過給条件成立時における電動ポンプの制御マップを示す図である。

【図6】冷却制御処理手順を示すフローチャートである。

【図7】冷却水温と電動ポンプのデューティ比との変化態様を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【実施例1】

【0019】

以下、本発明の実施例１について図１〜図７に基づいて説明する。
本実施例１に係るエンジン１は、例えば、過給機付き圧縮自己着火式エンジンである。
このエンジン１は、燃焼室８が吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を繰り返すことで運転される４ストローク多気筒エンジンである。本実施例では、エンジン１の燃料がガソリンとされるが、少なくともガソリンを含む液体燃料であれば適宜選択可能である。

【0020】

まず、エンジン１の概略構成について説明する。
図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック２と、その上に載置されるシリンダヘッド３とを備えている。シリンダブロック２の内部には、複数のシリンダ４が形成されている。各シリンダ４内には、ピストン５が摺動自在に内挿されている。ピストン５は、コネクティングロッド６を介してクランクシャフト７に連結され、シリンダ４及びシリンダヘッド３と協働して燃焼室８を区画している。

【0021】

エンジン１の幾何学的圧縮比は、例えば、１３以上３０以下に設定されている。
エンジン１は、後述するように、一部の運転領域において、ＳＩ（Spark Ignition）燃焼とＣＩ（Compression Ignition）燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ（Spark Controlled Compression Ignition）燃焼を行う。ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼による発熱と圧力上昇とを利用して、ＣＩ燃焼をコントロールする。このエンジン１は、混合気を自己着火させるためにピストン３が圧縮上死点に至ったときの燃焼室８の温度を高くする必要がない。即ち、エンジン１は、ＣＩ燃焼を実行するものの、幾何学的圧縮比を、比較的低く設定することが可能である。

【0022】

図１に示すように、シリンダヘッド３には、吸気ポート１０と、排気ポート１１とがシリンダ４毎に夫々形成されている。吸気ポート１０と排気ポート１１には、開閉タイミングとリフト量を変更可能な吸気バルブ１２と排気バルブ１３が夫々配設されている。
シリンダヘッド３は、インジェクタ１４と、点火プラグ１５等を備えている。インジェクタ１４は、燃料タンク（図示略）と燃料通路１６を介して接続されている。
燃料通路１６の途中部には、燃料ポンプ１７と、コモンレール１８が介装されている。
燃料ポンプ１７は、クランクシャフト７によって駆動されるプランジャ式ポンプである。燃料ポンプ１７から圧送された燃料は高圧力でコモンレール１８内に蓄えられているため、インジェクタ１４が開弁したとき、インジェクタ１４の噴口から燃焼室８に燃料が噴射される。

【0023】

吸気ポート１０には、吸気通路２０が連通されている。
吸気通路２０は、上流端部に配設されたエアクリーナ（図示略）と、このエアクリーナの下流側位置に配設されたスロットル弁（図示略）と、このスロットル弁の下流側位置に配設されたサージタンク２１を備えている。また、吸気通路２０には、スロットル弁とサージタンク２１との間に過給機２２が配設されている。
この過給機２２は、エンジン１によって駆動される機械式過給機である。本実施例では、リショルム式過給機とされるが、ルーツ式、ベーン式、或いは遠心式であっても良い。

【0024】

過給機２２とエンジン１との間には、電磁クラッチ２３が介設されている。
電磁クラッチ２３は、過給機２２とエンジン１との間において、エンジン１からの駆動力を伝達又は遮断可能に構成されている。後述する制御ユニット４０が、電磁クラッチ２３の接続及び遮断を切り替えることにより、過給機２２のオン（過給）状態とオフ（非過給）状態が切り替えられる。過給機２２の下流側には、水冷式のインタクーラ２４が設置されている。インタクーラ２４は、過給機２２によって圧縮された吸気を冷却水と熱交換させることにより強制的に冷却するように構成されている。

【0025】

図１に示すように、吸気通路２０には、バイパス通路２５が接続されている。
バイパス通路２５は、過給機２２の上流側位置とインタクーラ２４の下流側位置とを接続して、過給機２２とインタクーラ２４をバイパスしている。バイパス通路２５には、バイパス通路２５を流れる吸気流量を調整可能なバイパス弁２６が配設されている。
過給機２２がオフ（電磁クラッチ２３が遮断）のとき、バイパス弁２６を全開にする。
これにより、吸気通路２０を流れる吸気は、過給機２２をバイパスして燃焼室８に供給される。エンジン１は、非過給、つまり、ＮＡ（Natural Aspiration）状態で稼動される。
過給機２２がオン（電磁クラッチ２３が接続）のとき、吸気の大半は、燃焼室８に供給される。過給機２２を通過した吸気の一部は、バイパス通路２５を通って過給機２２の上流側位置に還流する。バイパス弁２６の開度を調整することにより、吸気の逆流量を調整できるため、燃焼室８に導入される吸気の過給圧を調整している。

【0026】

次に、エンジン１の冷却系について説明する。
エンジン１には、エンジン側冷却回路と、過給機側冷却回路（冷却水回路）とが設けられている。
エンジン側冷却回路は、シリンダブロック２やシリンダヘッド３等を冷却している。
エンジン１の駆動によって機械式ポンプを作動させてエンジン１とメインラジエータとヒータとに亙って冷却水を循環させている（何れも図示略）。
図１に示すように、過給機側冷却回路は、サブラジエータ２７と、電動ポンプ２８（冷却水ポンプ）と、ＥＧＲクーラ２９と、サブラジエータ２７で走行風と熱交換された冷却水をインタクーラ２４に流すための第１水路３０と、インタクーラ２４で圧縮吸気と熱交換された冷却水をサブラジエータ２７に流すための第２水路３１を備えている。

【0027】

サブラジエータ２７は、車体前部のメインラジエータの後方位置に配設されている。
電動ポンプ２８は、第１水路３０の途中部に介設されている。この電動ポンプ２８の駆動モータは、ＰＷＭ制御される直流モータである。電動ポンプ２８の吐出量は、駆動モータに印加される所定電圧のパルス幅を変更することでオンタイムとオフタイムの比であるデューティ比（％）が変更され、この駆動電流の出力時間によって制御される。
ＥＧＲクーラ２９は、バイパス水路３２の途中部に設けられ、排気系から吸気系に還流するＥＧＲガスを冷却可能に構成されている。バイパス水路３２は、第１水路３０のインタクーラ２４と電動ポンプ２８との間に相当する途中部相当位置と第２水路３１の途中部相当位置を接続している。

【0028】

次に、制御ユニット４０について説明する。
このエンジン１は、エンジン１を制御するための制御ユニット４０を備えている。
制御ユニット４０は、各種プログラムを実行する中央演算処理部、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）、及び入出力バス等によって構成されている。
図２に示すように、制御ユニット４０は、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ４１と、エンジン１の負荷（エンジントルク）を検出する負荷センサ４２と、車両の走行速度を検出する車速センサ４３と、過給機側冷却回路（第１水路３０）の冷却水温を検出する水温センサ４４（冷却水温検出手段）とに電気的に接続されている。この制御ユニット４０は、各々のセンサ４１〜４４からの各検出信号を入力し、電磁クラッチ２３及び電動ポンプ２８に指令信号を夫々出力している。

【0029】

制御ユニット４０は、エンジン回転数と負荷によって規定された運転領域マップを有し、この運転領域マップに基づきエンジン１の燃焼を制御している。
図３に示すように、所定回転数ｎ（例えば、４０００ｒｐｍ）未満で且つ低負荷である低回転低負荷領域Ａ１のとき、非過給条件成立により過給機２２がオフ状態にされ、ＳＰＣＣＩ燃焼が実行される。所定回転数ｎ未満で且つ高負荷である低回転高負荷領域Ａ２では、過給条件成立により過給機２２がオン状態にされ、ＳＰＣＣＩ燃焼が実行される。
また、所定回転数ｎ以上の高回転領域Ａ３では、非過給条件成立により過給機２２がオフ状態にされ、ＳＩ燃焼が実行される。

【0030】

制御ユニット４０は、車速と水温によって規定された２種類の制御マップを有し、これらの制御マップに基づき電動ポンプ２８を制御している。
図４に示すように、過給機２２がオン状態にされる過給条件成立時（領域Ａ２）では、第２設定温度Ｔ２（例えば、−１０℃）未満である領域Ｂ１のとき、電動ポンプ２８は、第２冷却水量に相当する低デューティ比（例えば、４０％）で制御される（低デューティ制御）。低温に起因する不具合を解消するためである。尚、デューティ比４０％は、過給機側冷却回路内の冷却水の温度勾配を解消可能な最低冷却水量である。
また、第２設定温度Ｔ２（例えば、−１０℃）以上である領域Ｂ２のとき、電動ポンプ２８は、第１冷却水量に相当する高デューティ比（例えば、９５％）で制御される（高デューティ制御）。圧縮空気の温度を冷却するためである。

【0031】

図５に示すように、過給機２２がオフ状態にされる非過給条件成立時（領域Ａ１，Ａ３）では、第２設定温度Ｔ２（例えば、−１０℃）未満である領域Ｃ１のとき、電動ポンプ２８は低デューティ比（例えば、４０％）で制御される。低温に起因する不具合を回避するためである。また、第１設定温度Ｔ１（例えば、５０℃）以上である領域Ｃ２のとき、電動ポンプ２８は高デューティ比（例えば、９５％）で制御される。高温に起因する熱害を回避するためである。

【0032】

非過給条件成立時において、第２設定温度Ｔ２以上で且つ第１設定温度Ｔ１未満では、所定車速ｖ（例えば、１０ｋｍ／ｈ）未満である領域Ｃ３のとき、電動ポンプ２８は６０ｓｅｃ周期のうち５４ｓｅｃ間停止されると共に６ｓｅｃの間低デューティ比（例えば、４０％）で間欠的に制御されている。領域Ｃ３は、車速が低く、直ぐに過給条件が成立する可能性が低いため、燃費改善を重視して電動ポンプ２８の起動頻度を低くした長周期低デューティ制御を実行している。

【0033】

また、所定車速ｖ以上である領域Ｃ４のとき、電動ポンプ２８は１０ｓｅｃ周期のうち９ｓｅｃ間停止されると共に１ｓｅｃの間低デューティ比（例えば、４０％）で間欠的に制御されている。領域Ｃ４は、車速が高く、直ぐに過給条件が成立する可能性が高いため、燃費よりも制御上の応答性等制御性を重視して冷却水の流動周期を短くした短周期低デューティ制御を実行している。これにより、最小限の電動ポンプ２８の駆動で過給機側冷却回路内の冷却水の温度勾配の発生を回避し、水温センサ４４の検出精度を向上している。
尚、第１，第２水路３０，３１、電動ポンプ２８、及び制御ユニット４０は、間欠供給手段に相当している。

【0034】

次に、図６に示すフローチャートを参照しながら、制御ユニット４０による冷却制御動作の一例について説明する。尚、図中、Ｓｉ（ｉ＝１，２，…）は、各ステップを示す。

【0035】

まず、Ｓ１にて、制御ユニット４０が各センサ４１〜４４から入力された各種信号及び各種制御マップ等を読み込み、Ｓ２へ移行する。
Ｓ２では、過給機側冷却回路の冷却水温が−１０℃以上か否か判定する。
Ｓ２の判定の結果、冷却水温が−１０℃以上の場合、Ｓ３へ移行する。
Ｓ２の判定の結果、冷却水温が−１０℃未満の場合、故障診断等制御系に係る低温に起因する不具合が懸念されるため、Ｓ９へ移行する。
Ｓ９では、電動ポンプ２８を低デューティ比で制御した後、リターンする。電動ポンプ２８を低デューティ比で制御することにより、冷却水の凝固を回避している。

【0036】

Ｓ３では、運転領域マップに基づき過給条件が成立したか否か判定する。
Ｓ３の判定の結果、過給条件が成立する領域Ａ２の場合、過給機２２によって圧縮された圧縮吸気を早急に冷却するため、Ｓ４へ移行する。
Ｓ４では、電動ポンプ２８を高デューティ比で制御した後、リターンする。
Ｓ３の判定の結果、過給条件が成立しない、つまり、非過給条件が成立する領域Ａ１，Ａ３の場合、Ｓ５へ移行する。

【0037】

Ｓ５では、過給機側冷却回路の冷却水温が５０℃以上か否か判定する。
Ｓ５の判定の結果、冷却水温が５０℃以上の場合、インタクーラ２４等各種機器の高温に起因する熱害が懸念されるため、Ｓ４へ移行する。
Ｓ５の判定の結果、冷却水温が５０℃未満の場合、Ｓ６へ移行する。

【0038】

Ｓ６では、車速が１０ｋｍ／ｈ以上か否か判定する。
Ｓ６の判定の結果、車速が１０ｋｍ／ｈ以上の場合、非過給条件成立で且つ領域Ｃ４であるため、Ｓ７へ移行する。Ｓ７では、電動ポンプ２８を短周期低デューティ比で制御した後、リターンする。Ｓ６の判定の結果、車速が１０ｋｍ／ｈ未満の場合、非過給条件成立で且つ領域Ｃ３であるため、Ｓ８へ移行する。Ｓ８では、電動ポンプ２８を長周期低デューティ比で制御した後、リターンする。

【0039】

次に、図７のタイムチャートを参照して、過給機側冷却回路の冷却水温と電動ポンプ２８のデューティ比との変化態様について説明する。
時刻ｔ０〜ｔ１において非過給条件成立且つ領域Ｃ４であるため、過給機２２がオフであっても、水温センサ４４の検出精度が高い短周期低デューティ制御が実行される。
時刻ｔ１において、非過給条件成立状態で領域Ｃ４から領域Ｃ３に移行されたため、燃費効率の高い長周期低デューティ制御が実行される。ここで、短周期低デューティ制御と長周期低デューティ制御の過渡期が存在しても、単位時間当たりの冷却水量を一定にしているため、冷却水の流動周期の切換前後に亙って電動ポンプ２８の駆動に必要な負荷を平滑化することができ、負荷変動に伴うショックの発生を回避している。

【0040】

時刻ｔ２において、非過給条件成立状態のまま領域Ｃ３から領域Ｃ４に移行されたため、短周期低デューティ制御が実行される。
時刻ｔ３において、過給条件が成立して領域Ａ２に移行されたため、高デューティ制御が実行される。前段階で短周期低デューティ制御が実行されているため、高精度の冷却水温を確保しており高い制御性を得ることが可能である。

【0041】

次に、上記エンジン１の冷却装置の作用、効果について説明する。
このエンジン１の冷却装置によれば、制御ユニット４０は、過給機２２を駆動する過給条件成立時、電動ポンプ２８を制御してインタクーラ２４に供給される冷却水量を水温センサ４４に検出された冷却水の温度が高いときは冷却水の温度が低いときよりも増加するため、冷却水温に応じて冷却水量を増加することができ、燃焼室８に供給される吸気温度を過給状態に合わせて効果的に低下させることができる。
過給機２２の駆動を停止させる非過給条件成立時、電動ポンプ２８を制御して冷却水をインタクーラ２４に間欠的に供給するため、最小限の電動ポンプ２８の駆動で冷却水を流動させることができ、冷却水の温度勾配の発生を回避することができる。

【0042】

サブラジエータ２７と、このラジエータ２７とインタクーラ２４とを接続する第１水路３０、及び第２水路３１とから構成される過給機側冷却回路を備え、
制御ユニット４０は、過給機側冷却回路の冷却水の温度勾配を回避するに当り、冷却水の温度勾配を解消可能な最低冷却水量を供給するため、電動ポンプ２８の駆動力を最小化することができ、燃費改善を図ることができる。

【0043】

制御ユニット４０は、冷却水の供給及び供給停止を周期的に繰り返すように設定しているため、電動ポンプ２８の駆動制御を簡単化することができる。

【0044】

制御ユニット４０は、車速が高いときの周期を車速が低いときの周期に比べて短くなるように設定しているため、過給条件成立の可能性が高い高車速時、冷却水の流動周期を短くして温度勾配の発生を確実に回避することができる。また、過給条件成立の可能性が低い低車速時、電動ポンプ２８の起動頻度を抑えて一層燃費改善を図ることができる。

【0045】

制御ユニット４０は、単位時間当たりの冷却水量を車速に拘らず一定に設定しているため、冷却水の流動周期の切換前後に亙って電動ポンプ２８の駆動に必要な負荷を平滑化でき、負荷変動に伴うショックの発生を回避することができる。

【0046】

制御ユニット４０は、非過給条件成立時、第１設定温度Ｔ１以上において、デューティ比９５％の冷却水量をインタクーラ２４に供給し、第１設定温度Ｔ１よりも低く設定された第２設定温度Ｔ２未満において、デューティ比４０％の冷却水量をインタクーラ２４に供給し、第１設定温度Ｔ１と第２設定温度Ｔ２の間において、間欠供給手段を介して冷却水の間欠供給を行っている。この構成によれば、第１設定温度Ｔ１以上において、インタクーラ２４等各種機器の高温に起因する熱害を回避することができ、第２設定温度Ｔ２未満において、故障診断等制御系に係る低温に起因する不具合を回避することができる。

【0047】

過給機２２が、エンジン１によって駆動される機械式過給機とされると共に電磁クラッチ２３の制御によりエンジン１に対する連結状態を切換可能に構成されたため、電磁クラッチ２３を介して切替可能に構成された機械式過給機を備えたエンジン１において、燃費改善を図りつつ冷却水温の検出精度を確保することができる。

【0048】

次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施形態においては、過給条件成立時、第１設定温度Ｔ１以上の領域Ｃ２のデューティ比（９５％）を第１設定温度Ｔ１未満の領域Ｃ３，Ｃ４のデューティ比（４０％）よりも増加した例を説明したが、設定温度を増加してデューティ比を多段に切替えても良い。また、デューティ比を冷却水温に応じてリニアに制御しても良い。

【0049】

２〕前記実施形態においては、非過給条件成立時、領域Ｃ３で６０ｓｅｃ周期、領域Ｃ４で１０ｓｅｃ周期の例を説明したが、少なくとも、間欠的に冷却水を供給できれば良く、各領域の周期及びデューティ比は任意に設定可能である。また、領域Ｃ３，Ｃ４において、冷却水量が同じになるように設定した例を説明したが、敢えて冷却水量を異ならせることも可能である。

【0050】

３〕前記実施形態においては、ＳＩ燃焼及びＳＰＣＣＩ燃焼可能なエンジン１を対象とした例を説明したが、ＳＩ燃焼のみを行うエンジンにも適用可能である。
また、低回転高負荷領域で過給機をオン状態にする例を説明したが、低回転高負荷領域及び高回転領域、或いは回転数に拘らず高負荷領域で過給機をオン状態にしても良い。

【0051】

４〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態や各実施形態を組み合わせた形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

【符号の説明】

【0052】

１ エンジン
２２ 過給機
２３ 電磁クラッチ
２４ インタクーラ
２８ 電動ポンプ
３０ 第１水路
３１ 第２水路
４０ 制御ユニット
４４ 水温センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】