特許 6590297 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】6590297

(24)【登録日】2019年9月27日

(45)【発行日】2019年10月16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 20060101AFI20191007BHJP

   F01P 11/16 20060101ALI20191007BHJP

   F01P 11/18 20060101ALI20191007BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20191007BHJP

【ＦＩ】

   F01P7/16 A

   F01P11/16 E

   F01P11/18 B

   F01P7/16 504E

   F01P3/20 H

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-30333(P2017-30333)

(22)【出願日】2017年2月21日

(65)【公開番号】特開2018-135792(P2018-135792A)

(43)【公開日】2018年8月30日

【審査請求日】2018年3月23日

(73)【特許権者】

【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】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100059959

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 稔

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(72)【発明者】

【氏名】藤田 隆嘉

(72)【発明者】

【氏名】西尾 貴史

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１４５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−００８８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６０８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１１３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５８１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２３３３３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｐ ７／１６

Ｆ０１Ｐ ３／２０

Ｆ０１Ｐ １１／１６

Ｆ０１Ｐ １１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウオータポンプにより吐出される冷却水をエンジンの冷却水経路に循環させるエンジンの冷却装置であって、
冷却水の温度を目標温度にフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
上記ウオータポンプから吐出される冷却水流量から冷却水量を算出する冷却水量積算手段と、を有し、
上記冷却水経路は、冷却水をエンジン内で循環するエンジン内冷却水経路と、冷却水がエンジンとラジエータとの間を循環するラジエータ冷却水経路を備え、
更に、冷却水の流れを上記エンジン内冷却水経路とラジエータ冷却水経路に切り換える切換弁を有し、
この切換弁により上記ラジエータ冷却水経路に切り換えられたとき、上記冷却水量積算手段は、ウオータポンプから吐出された流量と切換弁の開度とから冷却水量を積算し、
上記フィードバック制御手段は、上記冷却水量積算手段により積算された冷却水量が上記ラジエータ冷却水経路の総水量に達したときフィードバック制御を実行するように構成されたことを特徴とするエンジンの冷却装置。

【請求項2】

上記ウオータポンプはエンジンにより駆動され、
更に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、
上記冷却水量積算手段は、上記エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて冷却水流量を求める、請求項１に記載のエンジンの冷却装置。

【請求項3】

上記冷却水経路は、更に、冷却水をエンジンとラジエータとの間で循環するラジエータ冷却水経路を備え、
上記切換弁は、冷却水の流れを上記エンジン内冷却水経路、ヒータコア冷却水経路、ラジエータ冷却水経路に切り換え、
上記フィードバック制御手段は、冷却水の温度と目標温度との差に基づいて、上記切換弁により、上記エンジン内冷却水経路、ヒータコア冷却水経路、ラジエータ冷却水経路を切り換え且つ開度調整してフィードバック制御する、請求項１又は２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、エンジンの冷却装置に係り、特に、ウオータポンプにより吐出される冷却水をエンジンの冷却水経路に循環させるエンジンの冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車両はエンジンの冷却装置を備え、この冷却装置により、エンジンから放出される熱を冷却水で吸収し、この吸収した熱の一部をラジエータに流して冷却することにより冷却水の温度を所望な値としていた。

【0003】

このようなエンジンの冷却装置の一例が、特許文献１に記載されている。この従来のエンジンの冷却装置は、ラジエータを通過する冷却水の流量を調整するための流量調整弁と、エンジン出口水温度が所要の目標温度となるように流量調整弁を制御するＥＣＵを備えている。このエンジンの冷却装置のＥＣＵは、エンジンの運転状態に基づいてフィードフォワード項としての基本開度を設定し、エンジン出口水温度が目標温度となるように増減されるフィードバック項としてのＦ／Ｂ定数と、上記基本開度とから最終開度を算出し、その最終開度に基づいて流量調整弁の開度をフィードバック制御するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１７２１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のエンジンの冷却装置においては、エンジンから放出された熱を冷却水により吸収すると共に、この吸収した熱の一部をラジエータに流し、ラジエータにおいて外気と熱交換することにより、冷却水の温度が目標温度となるように、流量調整弁の開度を制御している。

【0006】

しかしながら、上述した従来のエンジンの冷却装置においては、エンジンの冷却水を目標温度に制御するためのフィードバック制御を所定のタイミング（周期）で実行しているので、冷却水の冷却水経路における循環周期と一致しておらず、制御性が悪いという問題がある。具体的に言えば、例えば、ラジエータを通過して冷却水が放熱され水温が低下したとき、エンジンの出口水温はまだ低下していない。そのため、目標温度の基準となるエンジンの出口における水温が本来よりも高い値となっており、この高い値のエンジンの出口の水温を基準として次のラジエータによる放熱量が演算される。その結果、冷却水の温度は目標水温よりも低下してしまい、目標水温とならない。

【0007】

そこで、本発明は、従来技術の持つ問題点を解決するためになされたものであり、エンジンの冷却水の目標温度をフィードバック制御により正確に演算することができるエンジンの冷却装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明は、ウオータポンプにより吐出される冷却水をエンジンの冷却水経路に循環させるエンジンの冷却装置であって、冷却水の温度を目標温度にフィードバック制御するフィードバック制御手段と、ウオータポンプから吐出される冷却水流量から冷却水量を算出する冷却水量積算手段と、を有し、冷却水経路は、冷却水をエンジン内で循環するエンジン内冷却水経路と、冷却水がエンジンとラジエータとの間を循環するラジエータ冷却水経路を備え、更に、冷却水の流れを上記エンジン内冷却水経路とラジエータ冷却水経路に切り換える切換弁を有し、この切換弁によりラジエータ冷却水経路に切り換えられたとき、冷却水量積算手段は、ウオータポンプから吐出された流量と切換弁の開度とから冷却水量を積算し、フィードバック制御手段は、冷却水量積算手段により積算された冷却水量がラジエータ冷却水経路の総水量に達したときフィードバック制御を実行するように構成されたことを特徴としている。
このように構成された本発明においては、冷却水量積算手段によりウオータポンプから吐出された流量と切換弁の開度とから冷却水量が積算され、フィードバック制御手段により、冷却水量積算手段により積算された冷却水量がラジエータ冷却水経路の総水量に達したときフィードバック制御を実行するように構成されているので、フィードバック制御の周期と、ラジエータ冷却水経路に総水量が流れる周期とが一致し、これにより、エンジンの冷却水の目標温度をフィードバック制御により正確に演算することができる。

【0011】

本発明において、好ましくは、ウオータポンプはエンジンにより駆動され、更に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段を有し、冷却水流量積算手段は、エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて冷却水流量を求めるようになっている。
このように構成された本発明においては、冷却水流量積算手段が、エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて冷却水流量を求めるので、容易且つ正確に冷却水流量を求めることができる。

【0012】

本発明において、好ましくは、冷却水経路は、更に、冷却水をエンジンとラジエータとの間で循環するラジエータ冷却水経路を備え、更に、切換弁は、冷却水の流れをエンジン内冷却水経路、ヒータコア冷却水経路、ラジエータ冷却水経路に切り換え、フィードバック制御手段は、冷却水の温度と目標温度との差に基づいて、切換弁により、エンジン内冷却水経路、ヒータコア冷却水経路、ラジエータ冷却水経路を切り換え且つ開度調整してフィードバック制御するようになっている。
このように構成された本発明においては、フィードバック制御手段が、冷却水の温度と目標温度との差に基づいて、切換弁により、エンジン内冷却水経路、ヒータコア冷却水経路、ラジエータ冷却水経路を切り換え且つ開度調整してフィードバック制御するので、エンジンの冷却水を容易に目標温度とすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明のエンジンの冷却装置によれば、エンジンの冷却水の目標温度をフィードバック制御により正確に演算することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置を示す全体構成図である。

【図2】本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置の切換弁及び切換弁が切り換える経路を示す概略図である。

【図3】図２の切換弁の駆動機構を示す概略図である。

【図4A】図２の切換弁の弁体の開度が０度の場合を示す断面図である。

【図4B】図２の切換弁の弁体の開度が５９度の場合を示す断面図である。

【図4C】図２の切換弁の弁体の開度が１１９度の場合を示す断面図である。

【図5】シリンダヘッドの排気バルブ周辺温度の推定の手順を示すブロック図である。

【図6】本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置における切換弁の切換えによる制御内容を示すフローチャートである。

【図7】エンジンの始動時の冷却水温度と、切換弁の切換え条件の冷却水温度との関係を示す線図である。

【図8】本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置における制御内容を示すブロック図である。

【図9】本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置における制御内容を示すフローチャートである。

【図10】本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置におけるフィードバック制御の実行タイミング等を示す線図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置について説明する。最初に、図１により、本発明の実施形態によるエンジンの冷却装置を示す全体構成について説明する。
図１に示すように、エンジン（内燃機関）１は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド４を備えている。図１では、便宜上シリンダブロック２とシリンダヘッド４は分離して描かれているが、両者は一体構造である。

【0016】

エンジン１には、ヒータコア６及びラジエータ８が近傍に配置されている。エンジン１は、これらのヒータコア６及びラジエータ８が冷却水経路により接続されている。
ヒータコア６は、冷却水と熱交換する熱交換器であり、冷却水がエンジン１内のウオータジャケット１０ａを通る間に吸収した熱の一部を熱媒体として用いて車室内に温風を出すようになっている。
ラジエータ８も、冷却水と熱交換する熱交換器であり、エンジン１から放出された熱を吸収した冷却水から熱を大気中に放出するようになっている。

【0017】

この冷却水経路は、エンジン１内に冷却水を循環させるエンジン内冷却水経路１０と、エンジン１とヒータコア６との間で冷却水を循環させるヒータコア冷却水経路１２と、エンジン１とラジエータ８との間で冷却水を循環させるラジエータ冷却水経路１４である。
エンジン内冷却水経路１０は、エンジン１のシリンダブロック２とシリンダヘッド４のそれぞれの内部に設けられたウオータジャケット１０ａと、このウオータジャケット１０ａのエンジン１の出口側から出て入口側に戻るようにエンジン１の外部に配置された外部経路１０ｂとからなる。

【0018】

ヒータコア冷却水経路１２は、エンジン１の出口側からヒータコア６の入口に冷却水を流す入口側経路１２ａと、ヒータコア６の出口からエンジン１の入口側に冷却水を戻す出口側経路１２ｂとからなる。
ラジエータ冷却水経路１４は、エンジン１の出口側からラジエータ８の入口に冷却水を流す入口側経路１４ａと、ラジエータ８の出口からエンジン１の入口側に冷却水を戻す出口側経路１４ｂとからなる。

【0019】

エンジン内冷却水経路１０の外部経路１０ｂのエンジン１の出口側には、冷却水温度を検出する出口側水温センサ１６が設けられている。また、エンジン内冷却水経路１０の外部経路１０ｂのエンジン１の入口側には、ウオータポンプ１８が設けられている。このウオータポンプ１８は、エンジン１に接続され、エンジン１の回転に同期して回転するようになっている。エンジン１の回転数は変動するので、これに伴い、ウオータポンプ１８の回転数も変動する。このウオータポンプ１８には、入口側水温センサが内蔵されている。

【0020】

図１及び図２に示すように、エンジン内冷却水経路１０の外部経路１０ｂ、ヒータコア冷却水経路１２の入口側経路１２ａ、ラジエータ冷却水経路１４の入口側経路１４ａの接続部には、切換弁２０が配置されている。なお、図１には、２つの弁体が記載されているが、実際は、図２に示すように、単一の弁体２２を備えている。

【0021】

この切換弁２０の弁体２２は、図３に示すＤＣモータ２４により回転駆動されるようになっている。ＤＣモータ２４は、モータ２４ａと、このモータ２４ａの軸に直結されたウオームギヤ２４ｂを備え、このウオームギヤ２４ｂのウオームホイールには、上述した弁体２２が結合され、弁体２２が回転駆動される。

【0022】

次に、図１に示すように、制御ユニット２６が設けられ、この制御ユニット２６には、後述するエンジンの自動停止を行うための自動停止制御ユニット２８を有する。この自動停止制御ユニット２８は、エンジンを自動停止させるための自動停止制御部３０及び再始動制御部３２を備えている。
制御ユニット２６は、さらに、排気バルブ周辺温度を推定する排気バルブ周辺温度推定部３４、及び、切換弁２０の開度を制御する切換制御部３６を有する。

【0023】

次に、図４Ａ乃至図４Ｃにより、切換弁２０の切換え動作（切換え操作）について説明する。切換弁２０は、弁体２２を備え、この弁体２２には、２つの切欠部２２ａ，２２ｂが形成され、これらの切欠部２２ａ，２２ｂを通って冷却水が流れるようになっている。

【0024】

図４Ａは、切換弁２０の弁体２２の開度が０度の場合を示しており、この開度では、エンジン１の冷却水がエンジン内冷却水経路１０を流れ、冷却水がヒータコア冷却水経路１２とラジエータ冷却水経路１４の何れにも流れない状態となっている。この切換弁２０の開度位置により、エンジンの始動時等の冷間運転時において、冷却水の温度が上昇する。

【0025】

図４Ｂは、切換弁２０の弁体２２の開度が５９度の場合を示しており、この開度では、エンジン１の冷却水がエンジン内冷却水経路１０及びヒータコア冷却水経路１２を流れ、冷却水がラジエータ冷却水経路１４に流れない状態となっている。この切換弁２０の開度位置により、エンジンの半暖機運転時においてヒータコアへの熱供給がなされる。

【0026】

図４Ｃは、切換弁２０の弁体２２の開度が１１９度の場合を示しており、この開度では、エンジン１の冷却水がエンジン内冷却水経路１０、ヒータコア冷却水経路１２、ラジエータ冷却水経路１４に流れる状態となっている。この切換弁２０の開度位置により、エンジンの暖機運転時においてヒータコアにより保温とラジエータによる冷却が両立する。

【0027】

次に、図１に示された制御ユニット２６の自動停止制御ユニット２８について説明する。エンジンの自動停止は、アイドリングストップ制御と呼ばれ、それ自体は周知技術である。そのため、ここでは、自動停止制御ユニット２８の概要のみを説明する。

【0028】

先ず、自動停止制御ユニット２８の自動停止制御部３０は、エンジンの運転中に、予め定められたエンジンの自動停止条件が成立したか否かを判定し、成立した場合には、エンジンを自動停止させる制御を実行する。
自動停止制御ユニット２８の再始動制御部３２は、エンジンが自動停止した後、予め定められた再始動条件が成立したか否かを判定し、成立した場合に、エンジンを自動的に再始動させる制御を実行する。

【0029】

ここで、自動停止制御部３０における自動停止条件は、例えば、車両が停止状態にあること、アクセルペダルの開度がゼロであること、ブレーキペダルが踏み込まれていること、エンジンが暖機運転状態であること、バッテリの残容量が所定値以上であること、エアコンの負荷が比較的すくないこと等である。自動停止制御部３０は、これらの複数の条件の全てが揃ったときに、自動停止条件が成立したと判定し、自動停止を実行する。

【0030】

再始動制御部３２における再始動条件は、例えば、ブレーキペダルがリリースされたこと、アクセルペダルが踏み込まれたこと、エンジンの冷却水温が所定値未満になったこと、バッテリの残容量の低下量が許容値を超えたこと、エンジンの停止時間（自動停止後の経過時間）が所定の自動停止期間（例えば２分間）を経過したこと、エアコン作動の必要性が生じたこと、等である。再始動制御部３２は、これらの複数の条件の少なくとも１つが成立したときに、再始動条件が成立したと判定し、再始動を実行する。

【0031】

エンジンの始動時等の冷間運転時であっても、エンジン始動時の冷却水温度がマイナス以下となるような場合、シリンダブロックが低温にも係わらず、シリンダヘッドが高温となり、両者の熱膨張率が異なることにより、エンジン全体が逆台形形状に変形し、エンジンの信頼性が低下することがある。このため、本実施形態では、以下説明するように、シリンダヘッドの排気バルブ周辺温度を推定するようにしている。なお、シリンダヘッドに温度センサを取り付け、直接、排気バルブ周辺温度を検出するようにしてもよい。

【0032】

図５により、シリンダヘッドの排気バルブ周辺温度の推定の手順を説明する。
図５に示すように、排気バルブ周辺温度推定部３４は、エンジン回転数（ｒｐｍ）、充填効率（シリンダ内空気量）、燃料噴射量、点火タイミングから、各シリンダにおける発生熱量を算出する。次に、この各シリンダの発生熱量をシリンダブロックとシリンダヘッドに分配する。このシリンダヘッドにおける発生熱量から、排気バルブ３８周辺である複数の排気バルブ３８間の温度を推定する。ここで、複数の排気バルブ３８間の温度は、シリンダヘッドにおいて最も高温となる領域（図５に示すＡの領域）であり、正確に、シリンダヘッドにおける熱変形量を推察することができる。

【0033】

次に、図６により、本実施形態によるエンジンの冷却装置における切換２０弁の切換え操作の際の制御内容を説明する。図６においてＳは、各ステップを示す。
先ず、Ｓ１において、イグニッションキーであるキーがＯＮか否かを判定する。キーＯＮ でなければ、エンジンが始動していないので、Ｓ２に進み、切換弁を全開の状態に設定する。切換弁が全開の状態とは、図４Ｃに示す開度１１９度の状態であり、冷却水が、エンジン内循環経路１０、ヒータコア冷却水経路１２、ラジエータ冷却水経路１４の全てに流れるようになっている。

【0034】

Ｓ１において、キーＯＮ であれば、エンジンが始動して冷間運転時であるので、Ｓ３に進み、切換弁を全閉の状態に設定する。切換弁が全閉の状態とは、図４Ａに示す開度０度の状態であり、冷却水が、エンジン内循環経路１０のみに流れるようになっている。

【0035】

次に、Ｓ４に進み、出口側水温センサ１６により検出された冷却水温度を読み込む。次に、Ｓ５に進み、始動時水温に応じた切換え開始水温αを設定する。
この切換え開始水温αは、図７に示すように、始動時水温が−１０度以上の場合には、５０度である。また、始動時水温が−１０未満の場合には、図７に示すように、切換え開始水温αは、５０度より低い温度となる。このように、本実施形態では、切換え開始水温αは、一定値ではなく、エンジン始動時の冷却水温度により、切換え開始水温αの値を変化させている。

【0036】

次に、Ｓ６に進み、排気バルブ間の温度を推定する。この排気バルブ間の温度は、上述した図５に示された手順により算出して推定される。

【0037】

次に、Ｓ７に進み、エンジンが自動停止中であるか否かを判定する。このエンジンが自動停止中か否かの判断は、上述した自動停止制御ユニット２８の自動停止制御部３０及び再始動制御部３２からの信号により判定する。
自動停止中の場合には、Ｓ８に進み、切換弁の開度を現在の開度に保持（固定）する。この場合には、切換弁の開度が図４Ａに示す全閉状態で保持される。

【0038】

次に、Ｓ７において、自動停止中でないと判定された場合には、Ｓ９に進み、冷却水温度がＳ５で設定した切換開始温度α（例えば５０℃）より大きいか否かを判定する。冷却水温度が切換開始温度α以下の場合には、Ｓ１０に進み、排気バルブ間の温度が所定温度（例えば１５０℃）より大きいか否かを判定する。ここで、排気バルブ間の温度は、Ｓ６において推定された温度である。

【0039】

Ｓ９において、冷却水温度が切換開始温度αより大きいと判定された場合には、Ｓ１１に進み、切換弁を開度５９度に切り換える。この切換弁が開度５９度の状態とは、図４Ｂに示す状態であり、冷却水が、エンジン内循環経路１０及びヒータコア冷却水経路１２に流れ、ラジエータ冷却水経路には流れないようになっている。

【0040】

Ｓ１０において、排気バルブ間の温度が所定温度（例えば１５０℃）より大きいと判定された場合には、同様に、Ｓ１１に進む。Ｓ１１において、同様に、切換弁を開度５９度に切り換える。
このように、本実施形態においては、エンジンが冷間状態、即ち、冷却水温度が切換開始温度α（例えば５０℃）より低い場合であっても、排気バルブ間の温度が所定温度（例えば１５０℃）より大きい場合には、切換弁を開度５９度に切り換え、それにより、冷却水をヒータコア冷却水経路１２に流し、冷却水の温度を低下させることができるようになっている。

【0041】

次に、Ｓ１２に進み、Ｓ７と同様に、エンジンが自動停止中であるか否かを判定する。自動停止中の場合には、Ｓ１３に進み、切換弁の開度を現在の開度（５９度）に保持（固定）する。この場合には、切換弁の開度が図４Ｂに示す５９度に保持される。

【0042】

次に、Ｓ１２において、自動停止中でないと判定された場合には、Ｓ１４に進み、冷却水温度が所定温度（例えば９０℃）より大きいか否かを判定する。冷却水温度が９０度以下の場合には、Ｓ１２に戻る。冷却水温度が９０度より大きい場合には、Ｓ１５に進む。

【0043】

Ｓ１５においては、切換弁は、冷却水温度が所定の目標温度となるように、その開度がフィードバック制御される。このとき、切換弁２０は、開度５９度（図４Ｂに示された開度）〜開度１１９度（図４Ｃに示された開度）の間の開度となるように制御される。切換弁２０の開度が大きくなるほど冷却水のラジエータ冷却水経路２０へ流れる割合が大きくなるので、その分、冷却水の水温が低下するようになっている。

【0044】

次に、Ｓ１６に進み、Ｓ７及びＳ１２と同様に、エンジンが自動停止中であるか否かを判定する。自動停止中の場合には、Ｓ１７に進み、切換弁の開度を現在の開度（Ｓ１５においてフィードバック制御により設定された開度）に保持（固定）する。この場合には、切換弁の開度が現在の開度に保持される。

【0045】

上述した図６に示した切換弁の制御では、Ｓ８、Ｓ１３、Ｓ１７において、自動停止中は、切換弁の開度を現在の開度に保持（固定）するようにしているが、本実施形態は、これに限定されない。例えば、切換弁の開度を微少量だけ調整するようにしてもよい。この場合にも、自動停止中に、切換弁を切換え操作しても、乗員の耳障りとなるような音の発生を制限することができる。

【0046】

次に、図８により、エンジンの冷却水を目標温度とするために必要な切換弁の目標開度（最終目標開度）を求めるための演算について説明する。
図８に示すように、フィードバック制御部４０は、冷却水を目標温度とするために必要な切換弁２０の目標開度を求めるためのものである。
フィードフォワード項（Ｆ／Ｆ項）においては、エンジンの出口水温、外気温度、ラジエータ通過風速（ｍ／ｓ）を入力する。これらのエンジンの出口水温、外気温度、ラジエータ通過風速（ｍ／ｓ）から、ラジエータにおける放熱量が求められる。
次に、冷却水入熱量（ｗ）を入力する。この「冷却水入熱量」と「ラジエータにおける放熱量」との差から、冷却水を目標温度とするために必要なラジエータ冷却水経路に流すべき流量（即ち、切換弁の開度）が決定される。

【0047】

次に、フィードバック項（Ｆ／Ｂ）においては、目標水温、エンジンの出口水温、エンジン回転数、エンジンの冷却水経路の総水量（８リットル）が入力される。これらの入力された値から、冷却水を目標温度とするためのフィードバック項が演算される。

【0048】

この後、フィードフォワード項とフィードバック項が加算され、入力される出口水温、始動時の冷却水温度、切換弁の実開度に基づき、冷却水を目標温度とするたために必要な切換弁の開度である最終目標開度が求められる。

【0049】

次に、図９及び図１０により、フィードバック制御が実行されるタイミングを説明する。図９において、Ｔは各ステップを示す。
図９に示すように、Ｔ１において、ウオータポンプから吐出される冷却水の吐出量から冷却水流量を算出する。
ウオータポンプはエンジンに接続されているので、エンジン回転数に対応する速度で回転し、冷却水を吐出する。そのため、図１０（Ａ）に示すように、エンジン回転数が高い場合には、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）は大きな値となり、車両が停止しているような場合には、冷却水流量は少ない値となる。

【0050】

次に、Ｔ２に進み、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）を積算する。図１０（Ｂ）に示すように、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）を積算すると、その積算された冷却水量は徐々に増大し、エンジンの冷却水経路（エンジン内冷却水経路１０）の総水量（８リットル）に到達する。

【0051】

次に、Ｔ３に進み、積算された冷却水量がエンジン冷却水経路（エンジン内冷却水経路１０）の総水量（８リットル）より大きいか否かを判定する。大きくなければ、Ｔ３に戻る。等しいか又は大きければ、Ｔ４に進み、冷却水を目標温度とするためのフィードバック制御を実行する（図１０（Ｃ）参照）。次に、Ｔ５に進み、積算冷却水量をゼロにリセットする（図１０（Ｂ）参照）。

【0052】

上述した実施形態においては、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）を積算し、その積算された冷却水量がエンジン内冷却水経路１０の総水量と等しいか又は大きくなったとき、フィードバック制御を実行するようにしている。本実施形態には、これに限定されず、以下のようにしても良い。

【0053】

先ず、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）を積算し、その積算された冷却水量がエンジン内冷却水経路１０の予め定めた所定量と等しいか又は大きくなったとき、フィードバック制御を実行するようにしもよい。
次に、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）を積算し、その積算された冷却水流量がラジエータ冷却水経路１４の総水量と等しいか又は大きくなったとき、フィードバック制御を実行するようにしもよい。この場合、ウオータポンプ吐出流量（冷却水流量）は、ウオータポンプからの吐出された流量に、冷却水をラジエータ冷却水経路１４に流すために設定した切換弁２０の開度を乗じた値である。

【0054】

次に、本実施形態によるエンジンの冷却装置による作用効果を説明する。
先ず、本実施形態によるエンジンの冷却装置においては、ウオータポンプから吐出される冷却水流量が積算され、この積算された冷却水量が設定量に達したときフィードバック制御を実行するように構成されているので、フィードバック制御の周期と、冷却水経路に設定量が流れる周期とが一致し、これにより、エンジンの冷却水の目標温度をフィードバック制御により正確に演算することができる。

【0055】

次に、本実施形態によるエンジンの冷却装置においては、ウオータポンプから吐出される冷却水流量が積算され、この積算された冷却水量がエンジンの冷却水経路の総水量に達したときフィードバック制御を実行するように構成されているので、フィードバック制御の周期と、エンジンの冷却水経路に総水量が流れる周期とが一致し、これにより、エンジンの冷却水の目標温度をフィードバック制御により正確に演算することができる。

【0056】

次に、本実施形態によるエンジンの冷却装置においては、ウオータポンプから吐出される冷却水流量が積算され、この積算された冷却水量がラジエータ冷却水経路の総水量に達したときフィードバック制御を実行するように構成されているので、フィードバック制御の周期と、ラジエータ冷却水経路に総水量が流れる周期とが一致し、これにより、エンジンの冷却水の目標温度をフィードバック制御により正確に演算することができる。

【0057】

次に、本実施形態によるエンジンの冷却装置においては、エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に応じて冷却水流量を求めるので、容易且つ正確に冷却水流量を求めることができる。

【0058】

次に、本実施形態によるエンジンの冷却装置においては、冷却水の温度と目標温度との差に基づいて、切換弁により、エンジン内冷却水経路、ヒータコア冷却水経路、ラジエータ冷却水経路を切り換え且つ開度調整してフィードバック制御するので、エンジンの冷却水を容易に目標温度とすることができる。

【符号の説明】

【0059】

１ エンジン
２ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
６ ヒータコア
８ ラジエータ
１０ エンジン内冷却水経路
１２ ヒータコア冷却水経路
１４ ラジエータ冷却水経路
１６ 出口側水温センサ
１８ ウオータポンプ
２０ 切換弁
２２ 弁体
２４ ＤＣモータ
２６ 制御ユニット
２８ 自動停止制御ユニット
３０ 自動停止制御部
３２ 再始動制御部
３４ 排気バルブ周辺温度推定部
３６ 切換制御部
３８ 排気バルブ
４０ フィードバック制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】