特許 6374342 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374342

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】エンジンの冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/16 20060101AFI20180806BHJP

   F01P 11/16 20060101ALI20180806BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   F01P7/16 505B

   F01P7/16 504E

   F01P11/16 E

   F01P7/16 502M

   F01P7/16 502P

   F01P3/20 H

【請求項の数】1

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-79195(P2015-79195)

(22)【出願日】2015年4月8日

(65)【公開番号】特開2016-200032(P2016-200032A)

(43)【公開日】2016年12月1日

【審査請求日】2017年6月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(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】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】細川 陽平

(72)【発明者】

【氏名】小室 健一

【審査官】 種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１０８３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１９０６１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−００９６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２１４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７０４６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ７／１６

Ｆ０１Ｐ ３／２０

Ｆ０１Ｐ １１／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却媒体をエンジンとラジエータとにこの順に循環させる第１流路と、
前記第１流路を流通する冷却媒体を分流させて前記エンジンと前記ラジエータとをバイパスさせて前記第１流路に合流させる第２流路と、
前記エンジンを流通した冷却媒体を前記ラジエータをバイパスさせて前記第２流路に流通させる第３流路と、
前記第３流路に取り付けられた第１切替弁と、
前記第１流路に取り付けられた第２切替弁と、
前記第１流路に取り付けられ、前記冷却媒体を圧送する電動ウォータポンプと、
少なくとも冷却媒体の温度に基づく要求駆動デューティ比の駆動信号で前記電動ウォータポンプを制御する制御手段と、
を備えるエンジンの冷却装置であって、
前記第１切替弁は、弁座と、前記第１流路側の面の一部が前記弁座に当接することにより前記第３流路を遮断すると共に前記第１流路側の面の一部が前記弁座から離間することにより前記第３流路を流通させる弁体と、前記弁体を前記弁座の方向へ付勢する付勢部材と、前記弁体を駆動するコイルと、を有し、
前記制御手段は、前記第１切替弁の開弁要求がなされたときには、前記コイルを非通電にして、前記要求駆動デューティ比と下限ガード値とのうち大きいほうの値をデューティ比とする駆動信号で前記電動ウォータポンプを制御し、
更に、前記制御手段は、前記第２切替弁の開度が大きくなるほど前記下限ガード値を大きくする、
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、エンジンの冷却装置に関し、詳しくは、冷却媒体をエンジンとラジエータとに循環させる第１流路と、第１流路を流通する冷却媒体を分岐させてエンジンとラジエータとをバイパスさせて第１流路に合流させる第２流路と、エンジンを流通した冷却媒体をラジエータに流通させることなく第２流路に流通させる第３流路と、第３流路に取り付けられた切替弁と、第１流路に取り付けられ冷却媒体を圧送する電動ウォータポンプと、を備えるエンジンの冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のエンジンの冷却装置としては、第１の流路と、第２の流路と、第３の流路と、電動式ポンプと、第１の弁と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。第１の流路は、冷媒をエンジンとラジエータとに循環させる循環流路を構成している。第２の流路は、第１の流路のエンジンより上流で冷媒を分流して、分流した冷媒をヒータに流通させた後に第１の流路に合流させる。第３の流路は、エンジンからの冷媒をラジエータをバイパスさせて第２の流路のヒータの上流に流通させる。電動式ポンプは、冷媒を第１の流路へ吐出する。第１の弁は、第３の流路に取り付けられている。第１の弁は、弁座と、弁体と、付勢部材と、ソレノイドと、を備えている。第１の弁は、ソレノイドが通電し、磁力と付勢部材の付勢力とにより弁体が弁座に当接することにより閉弁し、ソレノイドが非通電となり、冷媒によって弁体が受ける圧力が付勢部材の付勢力を超えたときに弁体が弁座から離間することにより開弁する。このエンジンの冷却装置では、第１の弁を開弁させる際には、閉弁している第１の弁に対して電動式ポンプによる冷媒の流通量を所定量まで増加させて第１の弁を開弁させた後に冷媒の流通量を減少させる。第１の弁を開弁させた後に冷媒の流通量を減少させることにより、冷媒がエンジンに過度に流入してエンジンの内部温度が過度に低下するのを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１０８３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のエンジンの冷却装置では、電動式ポンプからの冷媒の流通量を所定量まで増加させても、第１の弁を開弁させることができない場合がある。エンジンの冷却装置では、第３の流路とは異なる位置に取り付けられた他の弁の開閉状態や冷媒の温度などによって冷媒の圧力損失が変化する。そのため、冷媒の圧力損失に拘わらず電動式ポンプからの冷媒の流通量を一律の値とすると、弁体に作用する冷媒の圧力が付勢部材の付勢力を超えることができず、第１の弁を開弁させることができない場合がある。

【0005】

本発明のエンジンの冷却装置は、切替弁の開弁が必要なときにより確実に切替弁を開弁させることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のエンジンの冷却装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のエンジンの冷却装置は、
冷却媒体をエンジンとラジエータとにこの順に循環させる第１流路と、
前記第１流路を流通する冷却媒体を分流させて前記エンジンと前記ラジエータとをバイパスさせて前記第１流路に合流させる第２流路と、
前記エンジンを流通した冷却媒体を前記ラジエータをバイパスさせて前記第２流路に流通させる第３流路と、
前記第３流路に取り付けられた切替弁と、
前記第１流路に取り付けられ、前記冷却媒体を圧送する電動ウォータポンプと、
少なくとも冷却媒体の温度に基づく要求駆動デューティ比の駆動信号で前記電動ウォータポンプを制御する制御手段と、
を備えるエンジンの冷却装置であって、
前記切替弁は、弁座と、前記第１流路側の面の一部が前記弁座に当接することにより前記第３流路を遮断すると共に前記第１流路側の面の一部が前記弁座から離間することにより前記第３流路を流通させる弁体と、前記弁体を前記弁座の方向へ付勢する付勢部材と、前記弁体を駆動するコイルと、を有し、
前記制御手段は、前記切替弁の開弁要求がなされたときには、前記コイルを非通電にして、前記要求駆動デューティ比と下限デューティ比とのうち大きいほうのデューティ比の駆動信号で前記電動ウォータポンプを制御し、
更に、前記制御手段は、前記冷却媒体の圧力損失が大きいほど前記下限デューティ比を大きくする、
ことを要旨とする。

【0008】

この本発明のエンジンの冷却装置では、切替弁の開弁要求がなされたときには、コイルを非通電にして、要求駆動デューティ比と下限デューティ比とのうち大きいほうのデューティ比の駆動信号で電動ウォータポンプを制御する。そして、冷媒の圧力損失が大きいほど下限デューティ比を大きくする。これにより、冷媒の圧力損失が大きいほど電動ウォータポンプの出力の下限値を高くすることができ、弁差圧を所定値以上にすることができる。よって、弁体を弁座からより確実に離間させることができ、開弁すべき切替弁をより確実に開弁させることができる。

【0009】

こうした本発明のエンジンの冷却装置において、前記下限デューティ比は、前記弁差圧が前記切替弁を開弁可能な開弁圧以上となるデューティ比として予め定めた値である、ものとしてもよい。こうすれば、より確実に切替弁を開弁させることができる。

【0010】

また、本発明のエンジンの冷却装置において、前記第１流路に取り付けられた第２切替弁を備え、前記制御手段は、前記第２切替弁の開度が大きくなるほど前記下限デューティ比を大きくする、ものとしてもよい。電動ウォータポンプの出力が一定の場合、第２切替弁の開度が大きくなるほど冷媒の圧力損失が大きくなる。そのため、第２切替弁の開度が大きくなるほど下限デューティ比を大きくすることにより、第２切替弁の開度が大きくなるほど電動ウォータポンプの出力の下限値を高くすることができ、弁差圧を所定値以上にすることができる。これにより、弁体を弁座からより確実に離間させることができ、開弁すべき切替弁をより確実に開弁させることができる。

【0011】

さらに、本発明のエンジンの冷却装置において、前記第２流路から分岐して前記第２流路に合流する第４流路と、前記第４流路に取り付けられた第３切替弁と、を備え、前記制御手段は、前記第３切替弁の開度が小さくなるほど前記下限デューティ比を大きくする、ものとしてもよい。電動ウォータポンプの出力が一定の場合、第３切替弁の開度が小さくなるほど冷媒の圧力損失が大きくなる。そのため、第３切替弁の開度が小さくなるほど下限デューティ比を大きくすることにより、第３切替弁の開度が小さくなるほど電動ウォータポンプの出力の下限値を高くすることができ、弁差圧を所定値以上にすることができる。これにより、弁体を弁座からより確実に離間させることができ、開弁すべき切替弁を確実に開弁させることができる。

【0012】

そして、本発明のエンジンの冷却装置において、冷却媒体の温度が低くなるほど下限デューティ比を大きくする、ものとしてもしてもよい。電動ウォータポンプの駆動デューティ比が一定の場合、冷却媒体の温度が低くなるほど冷却媒体の粘性が増加するから、冷却媒体の圧力損失が大きくなる。そのため、冷却媒体の温度が低くなるほど下限デューティ比を大きくすることにより、冷却媒体の温度が低くなるほど電動ウォータポンプの出力の下限値を高くすることができ、弁差圧を所定値以上にすることができる。弁体を弁座から確実に離間させることができ、開弁すべき切替弁を確実に開弁させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例としての冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】切替弁３０が閉弁しているときの様子を示す説明図である。

【図3】切替弁３０が開弁しているときの様子を示す説明図である。

【図4】電子制御ユニット５０により実行される電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図5】実施例の冷却装置２０における目標駆動デューティ比Ｄ＊と切替弁３０の前後弁差圧と切替弁４０のリフト量（弁体３４の弁座３２からの移動量）との時間変化の一例を示す説明図である。

【図6】変形例の電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図7】冷却水温Ｔｗと補正後の下限ガード値Ｄｍｉｎとの関係の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0015】

図１は、本発明の一実施例としてのエンジン１０を冷却する冷却装置２０の構成の概略を示す構成図である。冷却装置２０は、エンジン１０や空調装置１２と共に自動車に搭載され、図示するように、循環流路２２と、バイパス流路２４，２５と、連絡流路２６と、ラジエータ２７と、電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２８と、切替弁３０，４０と、サーモスタット４２と、電子制御ユニット５０と、を備える。

【0016】

循環流路２２は、冷却水を、電動Ｗ／Ｐ２８，エンジン１０，ラジエータ２７，サーモスタット４２，電動Ｗ／Ｐ２８の順に循環させる流路として構成されている。

【0017】

バイパス流路２４は、電動Ｗ／Ｐ２８とエンジン１０との間で循環流路２２から分岐して、循環流路２２から分流した冷却水を空調装置１２のヒータコア１４に流通させた後サーモスタット４２と電動Ｗ／Ｐ２８との間で循環流路２２に合流させている。バイパス流路２４は、循環流路２２より圧力損失が大きくなるよう設計されている。したがって、連絡流路２６を冷却水が流通する際には、循環流路２２からパイパス流路２４に流通する。

【0018】

バイパス流路２５は、ヒータコア１４の上流でバイパス流路２４から分岐して、ヒータコア１４の下流でバイパス流路２４に合流している。

【0019】

連絡流路２６は、エンジン１０とラジエータ２７との間で循環流路２２から分岐し、ヒータコア１４より上流でバイパス流路２４に合流している。

【0020】

電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２８は、循環流路２２のサーモスタット４２とエンジン１０との間に取り付けられており、循環流路２２に冷却水を圧送している。電動ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）２８は、電子制御ユニット５０により制御されている。

【0021】

切替弁３０は、磁性体により形成されており、連絡流路２６に取り付けられている。図２は、切替弁３０が閉弁しているときの様子を示す説明図であり、図３は、切替弁３０が開弁しているときの様子を示す説明図である。切替弁３０は、弁座３２と、弁体３４と、付勢部材３６と、コイル３８とから構成されている。弁座３２は、弁体３４を収納するハウジング３１に形成されている。弁体３４は、バイパス流路２４側の面の一部が弁座３２に当接することにより連絡流路２６を遮断し、弁座３２から離間することにより連絡流路２６を流通させる。付勢部材３６は、弁体３４を弁座３２の方向に付勢している。コイル３８は、通電により弁体３４を駆動する。切替弁３０は、弁体３４を吸引する（弁体３４を弁座３２に押しつける）方向の磁界が発生するようコイル３８が通電されると、図２に示すように、発生した磁力と付勢部材３６の付勢力とにより弁体３４が弁座３２に当接されることにより閉弁する。切替弁３０は、コイル３８が非通電となると、弁体３４の循環流路２２側に作用する冷却水の圧力からバイパス流路２４側に作用する冷却水の圧力を減じた弁差圧Ｄｐが付勢部材３６による圧力より大きくなったときに、図３に示すように、弁体３４が弁座３２から離間して開弁する。コイル３８の通電は、電子制御ユニット５０により行なわれている。

【0022】

切替弁４０は、バイパス流路２５に取り付けられている。切替弁４０は、電子制御ユニット５０により制御されている。

【0023】

サーモスタット４２は、冷却水がバイパス流路２４から循環流路２２のサーモスタット４２よりも下流側（電動Ｗ／Ｐ２８側）に流通するのを常時許容すると共に、循環流路２２のラジエータ２７を通過した冷却水がサーモスタット４２よりも下流側に流通するのを許容または禁止する。具体的には、サーモスタット４２は、バイパス流路２４からサーモスタット４２に流通する冷却水の温度が所定水温Ｔ１以上のときには、開弁して、循環流路２２のラジエータ２７を通過した冷却水がサーモスタット４２よりも下流側に流通するのを許容する。また、サーモスタット４２は、バイパス流路２４からサーモスタット４２に流通する冷却水の温度が所定水温Ｔ１未満のときには、閉弁して、循環流路２２のラジエータ２７を通過した冷却水がサーモスタット４２よりも下流側に流通するのを規制する。ここで、所定水温Ｔ１は、エンジン１０の暖機完了時にバイパス流路２４からサーモスタット４２に流通する冷却水の温度、例えば、８０℃，８２℃，８４℃などとされている。

【0024】

電子制御ユニット５０は、ＣＰＵ（図示せず）を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、いずれも図示しないが、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートなどを備える。電子制御ユニット５０には、電動Ｗ／Ｐ２８や切替弁３０，４０を制御するのに必要なセンサなどからの各種信号が入力されている。各種信号としては、以下のものを挙げることができる。循環流路２２のエンジン１０の出口付近に取り付けられ冷却水の温度を検出する水温センサ６０からの冷却水温Ｔｗ。空調装置１２からの暖房要求信号。電子制御ユニット５０からは、電動Ｗ／Ｐ２８や切替弁３０，４０を制御するための各種制御信号が出力されている。各種制御信号としては、以下のものを挙げることができる。電動Ｗ／Ｐ２８への駆動信号。切替弁３０のコイル３８を通電するための通電信号。切替弁４０をオンオフするための制御信号。

【0025】

こうして構成された実施例の冷却装置２０では、電動Ｗ／Ｐ２８で冷却水を循環流路２２に圧送しながら、サーモスタット４２へ流通する冷却水温に応じてサーモスタット４２が開閉される。サーモスタット４２が閉弁しているときには、ラジエータ２７への冷却水の流通を規制してエンジン１０を暖機する。また、サーモスタット４２が開弁しているときには、ラジエータ２７へ冷却水を循環させてエンジン１０で暖められた冷却水をラジエータ２７で放熱しながら循環流路２２に冷却水を循環させてエンジン１０を冷却する。

【0026】

サーモスタット４２が閉弁しているときには、さらに、水温センサ６０からの冷却水温Ｔｗに応じて切替弁３０を開閉させる。サーモスタット４２が閉弁しているとき、つまり、サーモスタット４２へ流通する冷却水温が所定水温Ｔ１であるときにおいて、冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔ１より低い所定水温Ｔ２（例えば、７０℃，７２℃，７４℃など）未満であるときには、切替弁３０のコイル３８の通電信号をオンにしてコイル３８を通電させて切替弁３０を閉弁させる。このように、サーモスタット４２が閉弁しているときに切替弁３０を閉弁することにより、冷却水がエンジン１０およびラジエータ２７をバイパスして、バイパス流路２４を通り電動Ｗ／Ｐ２８，ヒータコア１４，電動Ｗ／Ｐ２８の順に循環する。このときエンジン１０の内部には冷却水が滞留するから、エンジン１０を暖機運転することにより、エンジン１０の内部の冷却水の昇温を促進できる。これにより、エンジン１０の暖機を促進することができる。

【0027】

また、切替弁３０を閉弁した状態でエンジン１０を暖機運転して冷却水温Ｔｗが所定水温Ｔ２以上となったときには、通電信号をオフとしてコイル３８を非通電として切替弁３０を開弁させる。サーモスタット４２が閉弁しているときには、冷却水はラジエータ２７をバイパスして、連絡流路２６を通り、エンジン１０，ヒータコア１４，電動Ｗ／Ｐ２８の順に循環する。冷却水がラジエータ２７をバイパスして循環するから、エンジン１０の暖機が継続される。

【0028】

さらに、エンジン１０の暖機を継続すると、さらに、冷却水の温度が上昇する。そして、サーモスタット４２へ流通する冷却水の温度が所定水温Ｔ１以上になると、サーモスタット４２が開弁する。サーモスタット４２が開弁すると、冷却水が循環流路２２，バイパス流路２４，連絡流路２６を通り、エンジン１０，ラジエータ２７，サーモスタット４２，電動Ｗ／Ｐ２８，切替弁４０，ヒータコア１４を循環する。これにより、暖められた冷却水をラジエータ２７で放熱しながら冷却水を循環させてエンジン１０を冷却する。

【0029】

また、電子制御ユニット５０は、空調装置１２の必要吹き出し温度が所定値以上であるときには、切替弁４０を閉弁し、必要吹き出し温度が所定値未満であるときには、切替弁４０を開弁させる。これにより、ヒータコア１４を流通する冷却水量を調整して空調装置１２を適正に作動させることができる。

【0030】

さらに、電子制御ユニット５０は、冷却水温Ｔｗに応じた目標流量で冷却水が吐出されるよう電動Ｗ／Ｐ２８を制御する。より具体的には、冷却水温Ｔｗが高いほど大きくなる傾向に電動Ｗ／Ｐ２８の目標吐出量を設定し、電動Ｗ／Ｐ２８が目標吐出量に応じた目標ポンプ回転数で回転させるための駆動信号の要求駆動デューティ比Ｄｒ（駆動信号の周期に対する駆動信号が立ち上がっている時間）を設定する。そして、設定した要求駆動デューティ比Ｄｒを目標駆動デューティ比Ｄ＊として、目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号を用いて電動Ｗ／Ｐ２８を駆動する。

【0031】

次に、こうして構成された実施例の冷却装置２０の動作、特に、切替弁３０を開弁させるときに電動Ｗ／Ｐ２８の駆動制御する際の動作について説明する。図４は、電子制御ユニット５０により実行される電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、切替弁３０のコイル３８を通電するための通電信号がオンからオフに切り替わったとき、すなわち、切替弁３０を開弁させるときに実行される。

【0032】

本ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、サーモスタット４２の開閉の状態を調べると共に（ステップＳ１００）、切替弁４０の開閉の状態を調べる処理を実行する（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）。

【0033】

サーモスタット４２が閉弁していて切替弁４０が開弁しているときには（ステップＳ１００，Ｓ１１０）、下限ガード値Ｄｍｉｎに値Ｄ１を設定する（ステップＳ１３０）。また、サーモスタット４２が閉弁していて切替弁４０が閉弁しているときには（ステップＳ１００，Ｓ１１０）、下限ガード値Ｄｍｉｎに値Ｄ２を設定する（ステップＳ１４０）。さらに、サーモスタット４２が開弁していて切替弁４０が開弁しているときには（ステップＳ１００，Ｓ１２０）、下限ガード値Ｄｍｉｎに値Ｄ３を設定する（ステップＳ１５０）。そして、サーモスタット４２が開弁していて切替弁４０が閉弁しているときには（ステップＳ１００，Ｓ１２０）、下限ガード値Ｄｍｉｎに値Ｄ４を設定する（ステップＳ１６０）。こうして下限ガード値Ｄｍｉｎを設定したら、要求駆動デューティ比Ｄｒおよび下限ガード値Ｄｍｉｎとのうち大きいほうの値を目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定して目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号で電動Ｗ／Ｐ２８を制御する（ステップＳ１７０）。こうした制御により、電動Ｗ／Ｐ２８を下限ガード値Ｄｍｉｎ以上の範囲内の目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号で制御することができる。

【0034】

値Ｄ１は、サーモスタット４２が閉弁していて切替弁４０が開弁しているときにおいて、弁差圧Ｄｐを切替弁３０が確実に開弁する弁差圧とする電動Ｗ／Ｐ２８の駆動信号の駆動デューティ比より大きい値とし、実施例では、例えば、電動Ｗ／Ｐ２８が定格最大出力で駆動するときの駆動信号の最大駆動デューティ比Ｄｍａｘの５０％の値とした。また、値Ｄ２は、サーモスタット４２が閉弁していて切替弁４０が閉弁しているときにおいて、弁差圧Ｄｐを切替弁３０が確実に開弁する弁差圧とする電動Ｗ／Ｐ２８の駆動信号の駆動デューティ比より大きい値とし、例えば、最大駆動デューティ比Ｄｍａｘの５５％の値など、値Ｄ１より大きい値とした。さらに、値Ｄ３は、サーモスタット４２が開弁していて切替弁４０が開弁しているときにおいて、弁差圧Ｄｐを切替弁３０が確実に開弁する弁差圧とする電動Ｗ／Ｐ２８の駆動信号の駆動デューティ比より大きい値とし、例えば、最大駆動デューティ比Ｄｍａｘの６０％の値など、値Ｄ２より大きい値とした。そして、値Ｄ４は、サーモスタット４２が開弁していて切替弁４０が閉弁しているときにおいて、弁差圧Ｄｐを切替弁３０が確実に開弁する弁差圧とする電動Ｗ／Ｐ２８の駆動信号の駆動デューティ比より大きい値とし、例えば、最大駆動デューティ比Ｄｍａｘの６５％の値など、値Ｄ３より大きい値とした。次に、値Ｄ１〜Ｄ４を上述したように設定する理由と、要求駆動デューティ比Ｄｒおよび下限ガード値Ｄｍｉｎとのうち大きいほうの値を目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定する理由とについて説明する。

【0035】

最初に、要求駆動デューティ比Ｄｒおよび下限ガード値Ｄｍｉｎとのうち大きいほうの値を目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定する理由について説明する。図５は、実施例の冷却装置２０における目標駆動デューティ比Ｄ＊と切替弁３０の弁差圧Ｄｐと切替弁４０のリフト量（弁体３４の弁座３２からの移動量）との時間変化の一例を示す説明図である。図中、破線は、比較例における目標デューティ比Ｄ＊と弁差圧と切替弁４０のリフト量との時間変化の一例を示している。比較例では、下限ガード値Ｄｍｉｎを用いずに要求駆動デューティ比Ｄｒをそのまま目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定するものとした。比較例では、要求デューティ比Ｄｒをそのまま目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定しているから、要求デューティ比Ｄｒが小さい場合、切替弁３０の弁差圧Ｄｐが切替弁３０を開弁できる開弁圧Ｄｏｐｅｎに至らず、切替弁３０を開弁できない。切替弁３０が開弁できないと、サーモスタット４２が閉弁している場合には、エンジン１０で暖められた冷却水が滞留して冷却水温が必要以上に上昇してしまう。また、切替弁３０が開弁できないと、エンジン１０で暖められた冷却水がヒータコア１４へ流通しないから、空調装置１２の暖房性能が低下してしまう。実施例では、要求駆動デューティ比Ｄｒおよび下限ガード値Ｄｍｉｎとのうち大きいほうの値を目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定するから、下限ガード値Ｄｍｉｎ以上の目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号で電動Ｗ／Ｐ２８を駆動する。これにより、切替弁３０の弁差圧Ｄｐが切替弁の開弁圧Ｄｏｐｅｎより低くなることを抑制できる。これにより、切替弁３０を確実に開弁させることができる。

【0036】

次に、上述した値Ｄ１〜Ｄ４を下限ガード値Ｄｍｉｎに設定する理由について説明する。今、電動Ｗ／Ｐ２８からの冷却水の流量が一定の場合を考える。実施例では、電動Ｗ／Ｐ２８からの駆動デューティが一定である場合、切替弁３０が閉弁しているときの弁差圧Ｄｐは、（１）サーモスタット４２が閉弁していて切替弁４０が開弁しているとき、（２）サーモスタット４２が閉弁していて切替弁４０が閉弁しているとき、（３）サーモスタット４２が開弁していて切替弁４０が開弁しているとき、（４）サーモスタット４２が開弁していて切替弁４０が閉弁しているとき、の順で小さくなる。これは、切替弁３０が閉弁しているときには、サーモスタット４２が閉弁しているときよりサーモスタット４２が開弁しているときのほうが冷却水の圧力損失が大きくなること、切替弁４０が開弁しているときより切替弁４０が閉弁しているときのほうが冷却水の圧力損失が大きくなること、切替弁４０の開閉よりサーモスタット４２の開閉のほうが圧力損失に大きく影響すること、に基づく。冷却水の冷却損失が大きくなるほど弁差圧Ｄｐを開弁圧Ｄｏｐｅｎにするためにより高い電動Ｗ／Ｐ２８の出力が要求されることから、下限ガード値Ｄｍｉｎへ設定する値を、値Ｄ１，値Ｄ２，値Ｄ３，値Ｄ４の順に大きくする、つまり、冷却水の冷却損失が大きいほど電動Ｗ／Ｐ２８の出力の下限値を高くすることにより、より確実に切替弁３０を開弁させることができる。また、サーモスタット４２の開閉の状態や切替弁４０の開閉の状態に応じて下限ガード値Ｄｍｉｎを変更するから、サーモスタット４２の開閉の状態や切替弁４０の開閉の状態に拘わらず目標駆動デューティ比Ｄ＊を駆動デューティ比の最大値とするものなど目標駆動デューティ比Ｄ＊を一律に大きくするものと比較すると、消費電力の低減を図ることができる。

【0037】

こうして電動Ｗ／Ｐ２８を制御したら、コイル３８を通電するための通電信号がオンからオフに切り替わったときからの経過時間ｔと所定時間ｔｒｅｆとを比較する（ステップＳ１８０）。所定時間ｔｒｅｆは、後述する下限ガード値Ｄｍｉｎを用いて電動Ｗ／Ｐ２８の目標駆動デューティ比Ｄ＊を設定するか否かを判定するための閾値であり、例えば、２ｓｅｃ，３ｓｅｃ，４ｓｅｃなどに設定されるものとした。

【0038】

経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを超えていないときには（ステップＳ１８０）、ステップＳ１００の処理に戻り、ステップＳ１００〜Ｓ１８０の処理を繰り返す。そして、経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを超えたときには（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを超えるまでの間のみ下限ガード値Ｄｍｉｎと要求駆動デューティ比Ｄ＊とのうち大きいほうの値を目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定して電動Ｗ／Ｐ２８を駆動するから、経過時間ｔに拘わらず下限ガード値Ｄｍｉｎを目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定して目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号で電動Ｗ／Ｐ２８を駆動するものと比較すると、消費電力の低減を図ることができる。

【0039】

なお、本ルーチンを終了した後には、上述したように、要求駆動デューティ比Ｄｒを目標駆動デューティＤ＊に設定して、設定した目標駆動デューティＤ＊の駆動信号で電動Ｗ／Ｐ２８を駆動する。このとき、図５に示すように、電動Ｗ／Ｐ２８の駆動デューティ比が小さくなることがある。切替弁３０は、一旦開弁すると弁体３４の循環流路２２側の冷却水の圧力を受ける面積が開弁前より大きくなるから、冷却水の圧力が低くなっても開弁した状態を維持できる。そのため、電動Ｗ／Ｐ２８の駆動デューティ比が小さくなっても、差し支えない。

【0040】

以上説明した実施例の冷却装置２０では、切替弁３０を開弁させるときには、コイル３８を非通電にして、要求駆動デューティ比Ｄｒと下限ガード値Ｄｍｉｎとのうち大きいほうを目標駆動デューティ比Ｄ＊に設定し、目標駆動デューティ比Ｄ＊の駆動信号で電動Ｗ／Ｐ２８を制御する。そして、切替弁４０やサーモスタット４２の開閉状態に応じて、冷却水の圧力損失が大きいほど下限ガード値Ｄｍｉｎを大きくする。これにより、弁体３４を弁座３２から確実に離間させて、切替弁３０を確実に開弁させることができる。

【0041】

実施例の冷却装置２０では、ステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理を実行するものとしたが、ステップＳ１１０，Ｓ１２０の処理を実行せずに、ステップＳ１００の処理と、ステップＳ１３０またはステップＳ１４０の処理と、ステップＳ１５０またはステップＳ１６０の処理とを実行するものとしてもよい。この場合、ステップＳ１００の処理でサーモスタット４２が開弁していると判定されたときにはステップＳ１３０またはステップＳ１４０の処理を実行し、ステップＳ１００の処理でサーモスタット４２が閉弁していると判定されたときには、ステップＳ１５０またはステップＳ１６０の処理を実行すればよい。

【0042】

実施例の冷却装置２０では、ステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理を実行するものとしたが、ステップＳ１００，Ｓ１２０，Ｓ１５０，Ｓ１６０の処理を実行せずにステップＳ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１４０の処理を実行するものとしてもよい。

【0043】

実施例の冷却装置２０では、サーモスタット４２が閉弁しているときより開弁しているときのほうが下限ガード値Ｄｍｉｎを大きくしたが、サーモスタット４２を開度を変更可能な調整弁として、調整弁の開度が大きいほど下限ガード値Ｄｍｉｎを大きくするものとしてもよい。また、切替弁４０が開弁しているときより閉弁しているときのほうが下限ガード値Ｄｍｉｎを大きくしたが、切替弁４０を開度を変更可能な調整弁とし、調整弁の開度が小さいほど下限ガード値Ｄｍｉｎを大きくしてもよい。

【0044】

実施例の冷却装置２０では、図４に例示した電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンで、サーモスタット４２，切替弁４０の開閉状態に応じて下限ガード値Ｄｍｉｎを設定するものとしたが、冷却水温Ｔｗに応じて下限ガード値Ｄｍｉｎを設定するものとしてもよい。図４の電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンに代えて、図６の変形例の電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンを実行して、下限ガード値Ｄｍｉｎを冷却水温Ｔｗに基づいて補正してもよい。変形例の電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンは、ステップＳ１００の処理の前にステップＳ５０の処理を実行する点、ステップ１７０の処理の前にステップＳ１６５の処理を実行する点を除いて、図４の電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンと同一の処理となっている。そのため、電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンと同一の処理には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0045】

変形例の電動Ｗ／Ｐ制御ルーチンでは、最初に、水温センサ６０からの冷却水温Ｔｗを入力する処理を実行する（ステップＳ５０）。続いて、ステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理を実行する。

【0046】

そして、ステップＳ５０の処理で入力した冷却水温Ｔｗを用いて下限ガード値Ｄｍｉｎを補正する（ステップＳ１６５）。ここで、下限ガード値Ｄｍｉｎの補正は、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０の処理のいずれかで設定した下限ガード値Ｄｍｉｎに対して冷却水温Ｔｗが低いほど高くなる係数ｆを乗じることにより行われるものとした。図７は、冷却水温Ｔｗと補正後の下限ガード値Ｄｍｉｎとの関係の一例を示す説明図である。冷却装置２０では、冷却水温Ｔｗが低いほど冷却水の粘性が高く、圧力損失が大きくなる。そのため、冷却水温Ｔｗが低いほど補正ｇの下限ガードＤｍｉｎを大きくしたのである。

【0047】

こうして下限ガード値Ｄｍｉｎを補正したら、ステップＳ１８０の処理を実行し、経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを超えていなければステップＳ５０の処理に戻り、経過時間ｔが所定時間ｔｒｅｆを超えているときには本ルーチンを終了する。このように、冷却水温Ｔｗが低いほど下限ガード値Ｄｍｉｎを大きくすることにより、より確実に切替弁３０を開弁させることができる。

【0048】

実施例の冷却装置２０では、バイパス流路２４は、冷却水を空調装置１２のヒータコア１４に流通させるものとしたが、エンジンがＥＧＲシステムを備える場合にはＥＧＲクーラにも冷却水を流通させるものとしてもよい。

【0049】

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、循環流路２２が「第１流路」に相当し、バイパス流路２４が「第２流路」に相当し、連絡流路２６が「第３流路」に相当し、切替弁３０が「切替弁」に相当し、電動Ｗ／Ｐ２８が「電動ウォータポンプ」に相当し、電子制御ユニット５０が「制御手段」に相当し、弁座３２が「弁座」に相当し、弁体３４が「弁体」に相当し、付勢部材３６が「付勢部材」に相当し、コイル３８が「コイル」に相当する。

【0050】

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0051】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、エンジンの冷却装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0053】

１０ エンジン、１２ 空調装置、１４ ヒータコア、２０ 冷却装置、２２ 循環流路、２４，２５ バイパス流路、２６ 連絡流路、２７ ラジエータ、２８ 電動Ｗ／Ｐ、３０ 切替弁、３１ ハウジング、３２ 弁座、３４ 弁体、３６ 付勢部材、３８ コイル、４０ 切替弁、４２ サーモスタット、５０ 電子制御ユニット、６０ 水温センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】