特許 5958150 エンジン冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5958150

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】エンジン冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/16 20060101AFI20160714BHJP

【ＦＩ】

   F01P7/16 502M

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-165026(P2012-165026)

(22)【出願日】2012年7月25日

(65)【公開番号】特開2014-25381(P2014-25381A)

(43)【公開日】2014年2月6日

【審査請求日】2015年6月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(72)【発明者】

【氏名】松坂 正宣

(72)【発明者】

【氏名】弓指 直人

【審査官】 川口 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０５４４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９８１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３１７９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンからの冷却水がラジエータを経由して流通する第１流路と、
前記エンジンからの冷却水が前記ラジエータを迂回して流通する第２流路と、
前記第１流路のうちの前記ラジエータの下流の流路部分と前記第２流路とが合流し、この合流部から下流に位置して前記エンジンに連通する合流路と、
前記合流路の冷却水を前記エンジンに還流させる循環ポンプと、
前記合流部における冷却水により加熱される感温部、および、前記感温部の加熱状態により前記第１流路の前記合流部への合流部分を開閉する弁体を備えたサーモスタット弁と、
前記第１流路のうちの前記ラジエータの下流の部位から分岐し、前記サーモスタット弁を迂回して前記合流路に連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁と、
前記バイパス弁の開閉作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記冷却水の温度が前記サーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い予め設定した第１温度になると前記バイパス弁を開弁し、前記冷却水の温度が前記第２温度以上になると前記バイパス弁を閉弁するように構成してあるエンジン冷却装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記冷却水の温度が許容上限温度である第３温度以上になったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある請求項１に記載のエンジン冷却装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記バイパス弁が開弁状態あるいは閉弁状態にあるときに、夫々の状態に応じて予め設定した制御マップに基づいて前記循環ポンプを運転するように構成してある請求項１又は２に記載のエンジン冷却装置。

【請求項4】

前記バイパス弁の開弁状態における前記循環ポンプの最大出力を、前記バイパス弁の閉弁状態における前記循環ポンプの最大出力よりも小さく設定してある請求項１から３の何れか一項に記載のエンジン冷却装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記エンジンの始動後における冷却水温度の上昇実績に基づいて現在から所定時間経過後の冷却水温度を予測し、現在の冷却水温度が前記サーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い場合で、予測温度が許容上限温度である第３温度よりも高くなったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある請求項１に記載のエンジン冷却装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記エンジンの始動後における出力実績に基づいて冷却水の予測到達温度を演算し、現在の冷却水温度が前記サーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い場合で、前記予測到達温度が許容上限温度である第３温度よりも高くなったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある請求項１に記載のエンジン冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンからの冷却水がラジエータを経由して流通する第１流路と、前記エンジンからの冷却水が前記ラジエータを迂回して流通する第２流路と、前記第１流路のうちの前記ラジエータの下流の流路部分と前記第２流路とが合流し、この合流部から下流に位置して前記エンジンに連通する合流路と、前記合流路の冷却水を前記エンジンに還流させる循環ポンプと、前記合流部における冷却水により加熱される感温部、および、前記感温部の加熱状態により前記第１流路の前記合流部への合流部分を開閉する弁体を備えたサーモスタット弁とを備えたエンジン冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記エンジン冷却装置は、例えばエンジン始動後の暖機運転などの冷却水温度が低い運転状態では、第１流路の合流部への合流部分をサーモスタット弁の弁体で閉じておいて、ラジエータを迂回する第２流路の冷却水のみを合流部に流入させてエンジンに還流させる。
そして、冷却水温度の上昇に伴う感温部の加熱により合流部分を開いて、例えば暖機運転終了後の冷却水温度が高い運転状態では、第１流路及び第２流路の冷却水を合流部から合流路に流入させてエンジンに還流させる。
従来のエンジン冷却装置は、第１流路の冷却水を、第１流路の合流部への合流部分のみを通して合流路に流入可能に構成してある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１８０７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

サーモスタット弁の感温部は、合流部における冷却水によって徐々に加熱されるので、第１流路の合流部への合流部分を開く弁体は、冷却水温度の上昇に伴って開弁側に徐々に移動する。
このため、ラジエータを通過する第１流路の冷却水流量は、弁体が開弁側に移動するに伴って徐々に増大する。
したがって、例えばエンジン負荷の急増により冷却水温度が急上昇して、ラジエータを通過する冷却水流量を早急に増大させたい場合でも、弁体が最大開弁位置に移動するまでのタイムラグが生じ、タイミング良く増大させることができないおそれがある。

【0005】

このタイムラグを小さくするために、例えば感温部が弁体の移動を開始させる冷却水温度（開弁温度）を低く設定しておくことが考えられる。
しかしながら、この場合は、エンジン負荷が急増しない通常運転状態における冷却水温度が必要以上に低下して、燃費が悪化したり排ガス中の大気汚染物質が増大するなどの問題が生じるおそれがある。

【0006】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、第１流路の冷却水を冷却水温度に応じたサーモスタット弁の作動で合流路に流入させ得る簡便な構成を採用しながら、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させることができるエンジン冷却装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によるエンジン冷却装置の特徴構成は、エンジンからの冷却水がラジエータを経由して流通する第１流路と、前記エンジンからの冷却水が前記ラジエータを迂回して流通する第２流路と、前記第１流路のうちの前記ラジエータの下流の流路部分と前記第２流路とが合流し、この合流部から下流に位置して前記エンジンに連通する合流路と、前記合流路の冷却水を前記エンジンに還流させる循環ポンプと、前記合流部における冷却水により加熱される感温部、および、前記感温部の加熱状態により前記第１流路の前記合流部への合流部分を開閉する弁体を備えたサーモスタット弁と、前記第１流路のうちの前記ラジエータの下流の部位から分岐し、前記サーモスタット弁を迂回して前記合流路に連通するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁と、前記バイパス弁の開閉作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記冷却水の温度が前記サーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い予め設定した第１温度になると前記バイパス弁を開弁し、前記冷却水の温度が前記第２温度以上になると前記バイパス弁を閉弁するように構成してある点にある。

【0008】

本構成のエンジン冷却装置は、前記第１流路のうちの前記ラジエータの下流の部位から分岐し、前記サーモスタット弁を迂回して前記合流路に連通するバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉可能なバイパス弁と、前記バイパス弁の開閉作動を制御する制御部とを備えている。

【0009】

このため、バイパス弁を必要に応じて開作動させることにより、第１流路の冷却水をサーモスタット弁を迂回してバイパス流路から合流路に流入させて、ラジエータを通過する冷却水流量を増大させることができる。
また、バイパス流路は、第１流路の冷却水を、感温部を加熱する合流部よりも下流に位置する合流路に流入させるので、バイパス流路からの冷却水が感温部の加熱温度を低下させるおそれが低い。
このため、弁体が合流部分を開く速度が低下して、合流部分から合流部への冷却水の流入が阻害されるようなおそれが少ない。
さらに、冷却水の温度がサーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い予め設定した第１温度になるとバイパス弁を開弁するので、第１流路の冷却水を、サーモスタット弁が開弁するよりも先に合流路に流入させて、ラジエータを通過する冷却水流量を積極的に増大させることができる。また、冷却水の温度が第２温度以上になれば、サーモスタット弁が開弁するので、バイパス弁を閉弁することにより、第１流路の冷却水の全量を合流部分を通して合流部に流入させることができ、第１流路の流通状態はサーモスタット弁によって調節されるようになる。このサーモスタット弁の調節機能を最適に発揮させるために、第２温度以上の場合にはバイパス弁を閉弁しておくのが好ましい。
したがって、本構成のエンジン冷却装置であれば、第１流路の冷却水を冷却水温度に応じたサーモスタット弁の作動で合流路に流入させ得る簡便な構成を採用しながら、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させることができる。

【0010】

【0011】

【0012】

【0013】

【0014】

【0015】

【0016】

他の特徴構成は、前記制御部は、前記冷却水の温度が許容上限温度である第３温度以上になったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある点にある。

【0017】

本構成であれば、第１流路の冷却水が合流部分を通して合流部に流入している状態で冷却水温度が大きく上昇したときに、第１流路の冷却水の一部をバイパス流路を通して合流路に流入させることにより、ラジエータを通過する冷却水流量を増大させて、ラジエータによる冷却能力の向上を図ることができる。

【0018】

他の特徴構成は、前記制御部は、前記バイパス弁が開弁状態あるいは閉弁状態にあるときに、夫々の状態に応じて予め設定した制御マップに基づいて前記循環ポンプを運転するように構成してある点にある。

【0019】

本構成であれば、ラジエータを通過する冷却水流量が多くなり易いバイパス弁の開弁状態と、ラジエータを通過する冷却水流量が少なくなり易いバイパス弁の閉弁状態とに応じて、循環ポンプを適切に作動させることができる。

【0020】

他の特徴構成は、前記バイパス弁の開弁状態における前記循環ポンプの最大出力を、前記バイパス弁の閉弁状態における前記循環ポンプの最大出力よりも小さく設定してある点にある。

【0021】

本構成であれば、バイパス弁の開弁状態における循環ポンプの吐出量の増大に起因する冷却水温度の急激な低下を防止することができる。

【0022】

他の特徴構成は、前記制御部は、前記エンジンの始動後における冷却水温度の上昇実績に基づいて現在から所定時間経過後の冷却水温度を予測し、現在の冷却水温度が前記サーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い場合で、予測温度が許容上限温度である第３温度よりも高くなったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある点にある。

【0023】

本構成であれば、エンジンの始動後における冷却水温度の上昇実績に基づいて、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させて、冷却水温度が許容上限温度を越えて上昇する事態を防止することができる。

【0024】

他の特徴構成は、前記制御部は、前記エンジンの始動後における出力実績に基づいて冷却水の予測到達温度を演算し、現在の冷却水温度が前記サーモスタット弁が開弁する第２温度よりも低い場合で、前記予測到達温度が許容上限温度である第３温度よりも高くなったときに、前記バイパス弁を開弁するように構成してある点にある。

【0025】

本構成であれば、エンジンの始動後における出力実績に基づいて、ラジエータを通過する冷却水流量をタイミング良く増大させて、冷却水温度が許容上限温度を越えて上昇する事態を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】エンジン冷却装置の冷却回路図である。

【図2】サーモスタット弁とバイパス弁とが共に閉じ状態における、サーモスタット装置の内部を示す模式図である。

【図3】サーモスタット弁が閉じ状態でバイパス弁が開状態における、サーモスタット装置の内部を示す模式図である。

【図4】サーモスタット弁が開状態でバイパス弁が閉じ状態における、サーモスタット装置の内部を示す模式図である。

【図5】サーモスタット弁とバイパス弁とが共に開状態における、サーモスタット装置の内部を示す模式図である。

【図6】循環ポンプの制御マップを示すグラフである。

【図7】制御部による制御動作を示すフローチャートである。

【図8】第２実施形態の制御部による制御動作を示すフローチャートである。

【図9】冷却水温度の予測方法を説明するタイムチャートである。

【図10】所定温度の設定方法を説明するグラフである。

【図11】第２実施形態の制御部による制御動作を示すフローチャートである。

【図12】予測到達温度の演算方法を説明するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、自動車用エンジン（内燃機関）ＡのシリンダブロックＡ１及びシリンダヘッドＡ２を冷却する本発明によるエンジン冷却装置Ｂの冷却回路図を示す。

【0028】

エンジン冷却装置Ｂは、エンジンＡの冷却水を冷却するラジエータ３と、エンジンＡからの冷却水がラジエータ３を経由して通流する第１流路１と、エンジンＡからの冷却水がラジエータ３を迂回して通流する第２流路２と、第１流路１及び第２流路２の冷却水を冷却水温度ｔｈｗに応じて合流させて混合するサーモスタット装置Ｃと、サーモスタット装置Ｃを通過した冷却水をエンジンＡに還流させる循環ポンプ５と、循環ポンプ５の作動を制御する制御部６とを備えている。

【0029】

ラジエータ３は、第１流路１の途中に接続してある。第２流路２の途中には、エンジンＡの冷却水で加熱されるヒータコアやエンジンＡの冷却水で冷却されるＥＧＲクーラー等の熱交換器を有する熱移動デバイス７を接続してある。

【0030】

循環ポンプ５は、本実施形態では、エンジン回転数に依存することなく吐出力（吐出量）を変更することが可能な電動式ウオータポンプで構成してあるが、メカ式可変ウオータポンプで構成してあってもよい。
循環ポンプ５は、冷却水をシリンダブロックＡ１に形成してあるウオータジャケット
（図示せず）のエンジン入口に圧入する。
エンジン入口に圧入されてシリンダブロックＡ１のウオータジャケットを通った冷却水は、シリンダヘッドＡ２に形成してあるウオータジャケット（図示せず）を通ってエンジン出口から第１流路１及び第２流路２に流入し、サーモスタット装置Ｃを経由して循環ポンプ５に吸入され状態で循環する。

【0031】

サーモスタット装置Ｃは、図２〜図５に示すように、サーモスタット弁８及びバイパス弁９を装備してある樹脂製の弁ユニット４を備えている。
制御部６は、循環ポンプ５の作動に加えて、エンジンＡの運転状態に応じたバイパス弁９によるバイパス流路１２の開閉作動を制御する。

【0032】

図２は、サーモスタット弁８及びバイパス弁９が閉弁状態のサーモスタット装置Ｃを示し、第２流路２の冷却水のみが合流部１０に流入して、合流路１１から循環ポンプ５に流入する。
図３は、サーモスタット弁８が閉弁状態でバイパス弁９が開弁状態のサーモスタット装置Ｃを示し、バイパス流路１２からの第１流路１の冷却水と、合流部１０からの第２流路２の冷却水とが合流路１１で合流して循環ポンプ５に流入する。
図４は、サーモスタット弁８が開弁状態でバイパス弁９が閉弁状態のサーモスタット装置Ｃを示し、合流部分１ｂからの第１流路１の冷却水と第２流路２の冷却水とが合流部１０で合流して、合流路１１から循環ポンプ５に流入する。
図５は、サーモスタット弁８及びバイパス弁９が開弁状態のサーモスタット装置Ｃを示し、合流部分１ｂ及びバイパス流路１２からの第１流路１の冷却水と第２流路２の冷却水とが、合流路１１から循環ポンプ５に流入する。
なお、バイパス流路１２は、合流路１１よりも小径に形成されている。

【0033】

弁ユニット４は、第１流路１の下流側に接続する第１接続路１ａと、第２流路２の下流側に接続する第２接続路２ａと、第１流路１のうちのラジエータ３の下流の流路部分と第２流路２とが第１接続路１ａ及び第２接続路２ａを介して合流する大径の合流部１０と、この合流部１０から下流に位置してエンジンＡに連通する合流路１１と、第１流路１のうちのラジエータ３の下流の部位から分岐されて、サーモスタット弁８を迂回して合流路１１に連通するバイパス流路１２とを有している。
合流路１１は、合流部１０よりも小径に形成されている。バイパス流路１２は、第１接続路１ａの冷却水を、サーモスタット弁８を迂回して合流路１１に流入させる。
循環ポンプ５は、合流路１１を通過した冷却水をエンジンＡに還流させる。

【0034】

サーモスタット弁８は、合流部１０における冷却水により加熱・冷却されて伸縮する感温部８ａと、感温部８ａの一端側に固定されて、感温部８ａの加熱状態により第１流路１の第１接続路１ａを介する合流部１０への合流部分１ｂを開閉する弁体８ｂと、感温部８ａの他端側を合流部１０内の一定位置に保持する保持部材８ｃと、弁体８ｂの移動方向を案内するガイド棒８ｄと、弁体８ｂが合流部分１ｂを閉じる側に移動するように付勢する圧縮コイルバネ８ｅとを有している。
ガイド棒８ｄは、合流部分１ｂを通して第１接続路１ａの内側に入り込むように配設してある。圧縮コイルバネ８ｅは、弁体８ｂと保持部材８ｃとの間に装着してある。

【0035】

感温部８ａには、冷却水の温度に応じて体積変化するワックスなどの熱膨張体を収納してある。
弁体８ｂは、感温部８ａの加熱による収縮で、図４，図５に示すように、圧縮コイルバネ８ｅの付勢力に抗して合流部分１ｂを開く側に移動し、感温部８ａの冷却よる伸長で、図２，図３に示すように、合流部分１ｂを閉じる側に移動して、圧縮コイルバネ８ｅの付勢力で合流部分１ｂを密閉する。

【0036】

バイパス流路１２の途中箇所には、通電によりバイパス流路１２を開く常閉型の電磁弁で構成されたバイパス弁９を装着してある。
制御部６は、エンジン出口における冷却水温度ｔｈｗとして、バイパス弁９が開弁するときの冷却水温度（第１温度：以下、バイパス弁開弁温度という）Ｔ１と、サーモスタット弁８の弁体８ｂが合流部分１ｂを開く側に移動するときの冷却水温度（第２温度：以下、サーモスタット弁開弁温度という）Ｔ２と、エンジン水温の許容上限温度（第３温度）Ｔ３とをメモリに予め記憶している。
バイパス弁開弁温度Ｔ１は、サーモスタット弁開弁温度Ｔ２よりも低い温度に予め設定してある。

【0037】

図４に示すようにサーモスタット弁８が開弁状態でバイパス弁９が閉弁状態にあるときは、ラジエータ３を通過した第１流路１の冷却水が合流部分１ｂからのみ合流路１１に流入するので、冷却水温度ｔｈｗが上昇し易い。

【0038】

また、図５に示すようにサーモスタット弁８及びバイパス弁９とが開弁状態にあるときは、ラジエータ３を通過した第１流路１の冷却水が合流部分１ｂ及びバイパス流路１２から合流路１１に流入するので、ラジエータ３を通過する冷却水流量が増大して冷却水温度ｔｈｗが低下し易い。 これらの状態が変更されるタイミングについては後述する。

【0039】

このため、図６に示すように、バイパス弁９が開弁状態にあるときと、閉弁状態にあるときとの夫々の状態に応じて予め設定した循環ポンプ５の制御マップＭ１，Ｍ２がメモリに記憶されている。
制御マップＭ１，Ｍ２は、エンジン出口における冷却水温度ｔｈｗと循環ポンプ５の出力との相関関係を設定したものである。
図６において、制御マップＭ１は、バイパス弁９が閉弁状態にあるときの制御マップであり、制御マップＭ２は、バイパス弁９が開弁状態にあるときの制御マップである。

【0040】

すなわち、制御部６は、冷却水温度ｔｈｗがバイパス弁開弁温度Ｔ１に達するまでは、一定の開始出力で循環ポンプ５を運転する。
そして、バイパス弁開弁温度Ｔ１に達した後は、バイパス弁９の閉弁状態と開弁状態との夫々に対応する制御マップＭ１，Ｍ２に基づいて、循環ポンプ５を運転する。

【0041】

バイパス弁９の閉弁状態に対応する制御マップＭ１では、冷却水温度ｔｈｗがバイパス弁開弁温度Ｔ１に達するまでは一定の開始出力で循環ポンプ５を運転し、冷却水温度ｔｈｗがバイパス弁開弁温度Ｔ１に達すると、許容上限温度Ｔ３に達したときに１００％の最大出力Ｍ１max になるように一定の増加率で出力を増大させながら循環ポンプ５を運転する。

【0042】

一方、バイパス弁９の開弁状態に対応する制御マップＭ２では、冷却水温度ｔｈｗがバイパス弁開弁温度Ｔ１に達した後も一定の開始出力による循環ポンプ５の運転を維持する。冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２に達すると、許容上限温度Ｔ３に達したときに１００％未満の最大出力Ｍ２max になるように一定の増加率で出力を増大させながら循環ポンプ５を運転する。
したがって、バイパス弁９の開弁状態における循環ポンプ５の最大出力Ｍ２max を、バイパス弁９の閉弁状態における循環ポンプ５の最大出力Ｍ１max よりも小さく設定してある。

【0043】

循環ポンプ５及びバイパス弁９の制御部６による制御動作を、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
エンジンＡが始動されると、暖機運転を行うために図２に示すようにバイパス弁９が閉弁状態で（ステップ＃１）、制御マップＭ１による一定の開始出力で循環ポンプ５の運転を開始する（ステップ＃２）。

【0044】

冷却水温度ｔｈｗがバイパス弁開弁温度Ｔ１以上になると、図３に示すようにバイパス弁９を開弁させて（ステップ＃３，４）、制御マップＭ２による循環ポンプ５の運転に移行し（ステップ＃５）、一定の開始出力による循環ポンプ５の運転を維持する。
したがって、第１流路１の冷却水をサーモスタット弁８を迂回してバイパス流路１２から合流路１１に流入させて、ラジエータ３を通過する冷却水流量を増大させることができる。

【0045】

そして、冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２以上になると、図４に示すようにバイパス弁９を閉弁させて（ステップ＃６，７）、制御マップＭ１による循環ポンプ５の運転に戻る（ステップ＃８）。
つまり、制御マップＭ１におけるサーモスタット弁開弁温度Ｔ２に対応する出力から、一定の増加率で１００％の最大出力Ｍ１max になるまで増大させる。

【0046】

冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２以上になれば、バイパス弁９が閉弁すると共にサーモスタット弁８が開弁するので、第１流路１の冷却水の全量が合流部分１ｂを通して合流部１０に流入し、第１流路１の流通状態はサーモスタット弁８によって調節されるようになる。このサーモスタット弁８の調節機能を最適に発揮させるために、サーモスタット弁開弁温度Ｔ２以上の場合にはバイパス弁９を閉弁しておくのが好ましい。

【0047】

そして、冷却水温度ｔｈｗが許容上限温度Ｔ３に達すると（ステップ＃９）、図５に示すようにバイパス弁９を開弁して（ステップ＃１０）、ラジエータ３を通過する冷却水流量を増大させ、冷却水の過大な温度上昇を防止する。
したがって、第１流路１の冷却水が合流部分１ｂを通して合流部１０に流入している状態で冷却水温度ｔｈｗが大きく上昇したときに、第１流路１の冷却水の一部がバイパス流路１２を通して合流路１１に流入する。よって、ラジエータ３を通過する冷却水流量を増大させて、ラジエータ３による冷却能力の向上を図ることができる。

【0048】

〔第２実施形態〕
図８は、制御部６による制御動作の別実施形態を示すフローチャートである。
本実施形態では、冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２未満のときに（ステップ＃２０）、図９に示すように、エンジンＡの始動後における冷却水温度ｔｈｗの上昇実績に基づいて、現在時刻ＴＭ０以降の冷却水温度（以下、予測冷却水温度という）Ｔ４を予測する。

【0049】

具体的には、現在時刻ＴＭ０から所定時間ｔ１が経過した時刻ＴＭ１における予測冷却水温度Ｔ４を求め、この予測冷却水温度Ｔ４が許容上限温度Ｔ３よりも高くなったときに、現在時刻ＴＭ０においてバイパス弁９を開弁する（ステップ＃２１，２２、図３）。

【0050】

尚、第１実施形態では、バイパス弁９は、冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２に達した時点で閉弁したが、本実施形態では、冷却水温度ｔｈｗが許容上限温度Ｔ３を超える可能性があると演算された時点で開弁する。よって、バイパス弁９が開弁されるときの実際のバイパス弁開弁温度Ｔ１は一定ではない。

【0051】

この結果、一旦開弁したバイパス弁９をどのタイミングで閉弁するかが問題となる。
仮に、冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２に達した時点でバイパス弁９を閉じるように設定してある場合、バイパス弁９を開いたときの冷却水温度ｔｈｗが比較的低温であれば、その温度とサーモスタット弁開弁温度Ｔ２との温度差が大きなものとなる。

【0052】

しかし、バイパス弁９を開弁することで冷却水温度ｔｈｗが上昇する程度が緩和されるので、冷却水温度ｔｈｗが実際にサーモスタット弁開弁温度Ｔ２に上昇するのに長時間を要する場合が生じる。
これは、結果的にエンジン温度の上昇を抑えることになり、暖機運転が早期に終了できないケースも生じるから妥当ではない。

【0053】

よって、本実施形態では、前述の許容上限温度Ｔ３を超えると演算した時点で、サーモスタット弁開弁温度Ｔ２に達すると予測される時間に基づいてバイパス弁９を閉じることとする。つまり、図９において予測冷却水温度Ｔ４を示す破線がサーモスタット弁開弁温度Ｔ２となる時間ｔ２においてバイパス弁９を閉弁することとする（ステップ♯２３，２４）。

【0054】

すなわち、図９に示すように、冷却水温度ｔｈｗの現在時刻ＴＭ０までの経時変化に基づいて、現在時刻ＴＭ０における水温傾き（過去所定時間の水温上昇率）ｄｔｈｗ／ｄｔを演算する。 そして、現在時刻ＴＭ０以降の冷却水温度ｔｈｗがその水温傾きｄｔｈｗ／ｄｔで上昇すると仮定して、現在時刻ＴＭ０における冷却水温度ｔｈｗと、水温傾きｄｔｈｗ／ｄｔに現在時刻ＴＭ０からの経過時間ｔを乗じた温度上昇分（ｄＴ／ｄｔ）×ｔとを加算した温度（ｔｈｗ＋（ｄＴ／ｄｔ）×ｔ）を予測冷却水温度Ｔ４とする。

【0055】

所定時間ｔ１は、図１０に示すように、現在時刻ＴＭ０における冷却水温度ｔｈｗと、水温傾きｄｔｈｗ／ｄｔの大きさとに応じて、冷却水温度ｔｈｗが同じであっても、水温傾きｄｔｈｗ／ｄｔが大きいほど短い所定時間ｔ１を設定する。

【0056】

すなわち、現在時刻ＴＭ０における冷却水温度ｔｈｗと所定時間ｔ１との相関関係が水温傾きｄｔｈｗ／ｄｔの大きさに応じて予め設定されており、演算した水温傾きｄｔｈｗ／ｄｔに対応する冷却水温度ｔｈｗと所定時間ｔ１との相関関係を使用して所定時間ｔ１を設定する。

【0057】

このように冷却水温度ｔｈｗの傾きと許容上限温度Ｔ３との関係に応じてバイパス弁９を開弁することで、冷却水温度ｔｈｗが許容上限温度Ｔ３を超えるのを確実に防止することができる。本発明では、サーモスタット弁８が開弁する前に冷却水温度ｔｈｗの上昇幅を演算し、サーモスタット弁８の開弁に先立ってバイパス弁９を開弁することで冷却水温度ｔｈｗが過大に上昇するのを防止するものである。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0058】

〔第３実施形態〕
図１１は、制御部６による制御動作の別実施形態を示すフローチャートである。
本実施形態では、現在の冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２未満のときに（ステップ＃３０）、図１２に示すように、エンジンＡの始動後における出力実績に基づいて冷却水の予測到達温度Ｔ５を演算する。

【0059】

すなわち、エンジンＡの始動からのエンジン出力を積算し、そのエンジン出力積算値ΣＰｅに温度変換係数（エンジン出力を温度に変換する係数）Ｋを乗じた値（ΣＰｅ×Ｋ）と、現在の冷却水温度ｔｈｗとを加算した値（ｔｈｗ＋ΣＰｅ×Ｋ）を予測到達温度Ｔ５とする。

【0060】

そして、予測到達温度Ｔ５がエンジン水温の許容上限温度Ｔ３よりも高くなったときに、図３に示すようにバイパス弁９を開弁するとともに（ステップ＃３１，３２）、エンジン出力積算値ΣＰｅをリセットし（ステップ＃３３）、実際の冷却水温度ｔｈｗがサーモスタット弁開弁温度Ｔ２に達すると図４に示すようにバイパス弁９を閉弁する（ステップ＃３４，３５）。

【0061】

尚、本実施形態では、エンジン出力積算値ΣＰｅに基づいて冷却水の予測到達温度Ｔ５を演算するので、冷却水温度ｔｈｗが許容上限温度Ｔ３を超えると予測された時点で、エンジンＡからは所定の発熱があることが予定される。このため、本実施形態におけるバイパス弁９の閉じタイミングは、図１２に示すように、冷却水温度ｔｈｗが実際にサーモスタット弁開弁温度Ｔ２になった時点で閉じることとする。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0062】

〔その他の実施形態〕
本発明によるエンジン冷却装置は、制御部６からの指令により流量を調節可能なバイパス弁９をバイパス流路１２に接続してあってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明によるエンジン冷却装置は、各種エンジンの冷却に利用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 第１流路
１ｂ 合流部分
２ 第２流路
３ ラジエータ
５ 循環ポンプ
６ 制御部
８ サーモスタット弁
８ａ 感温部
８ｂ 弁体
９ バイパス弁
１０ 合流部
１１ 合流路
１２ バイパス流路
Ａ エンジン
Ｍ１，Ｍ２ 制御マップ
Ｍ１max ，Ｍ２max 最大出力
Ｔ１ 第１温度
Ｔ２ 第２温度
Ｔ３ 第３温度（許容上限温度）
Ｔ４ 予測温度
Ｔ５ 予測到達温度
ｔｈｗ 冷却水温度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】