特開 2023-149293 内燃機関の冷却システム

(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】P2023149293

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】内燃機関の冷却システム

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/16 20060101AFI20231005BHJP

   F01P 3/12 20060101ALI20231005BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20231005BHJP

   F02M 26/33 20160101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F01P7/16 503

F01P3/12

F01P3/20 F

F01P7/16 504A

F01P7/16 504Z

F02M26/33 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022057786

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】馬場 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】藤原 健

【テーマコード（参考）】

3G062

【Ｆターム（参考）】

3G062AA05

3G062ED08

3G062GA06

3G062GA08

3G062GA21

(57)【要約】

【課題】ラジエタに流れる冷却水の温度が上昇している場合に冷却能力を向上できる内燃機関の冷却システムを提供する。
【解決手段】内燃機関の冷却システムは、内燃機関の冷却水を冷却するラジエタに接続される第１通路と、前記ラジエタと異なる第１冷却装置に接続される第２通路と、前記第１通路の温度を検知する温度検知部と、前記第１通路、および前記第２通路に接続され、各通路の開度を制御することにより各通路への冷却水の流量を制御する流量制御弁と、前記前記第２通路が開状態であるときに、前記温度検知部によって検知した温度が所定温度以上の場合、前記流量制御弁を移動させて前記第１通路を全開にしつつ前記第２通路を閉じる方向に前記流量制御弁を移動させる閉弁制御を実行する制御装置と、を備える。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の冷却水を冷却するラジエタに接続される第１通路と、
前記ラジエタと異なる第１冷却装置に接続される第２通路と、
前記第１通路の温度を検知する温度検知部と、
前記第１通路、および前記第２通路に接続され、各通路の開度を制御することにより各通路への冷却水の流量を制御する流量制御弁と、
前記前記第２通路が開状態であるときに、前記温度検知部によって検知した温度が所定温度以上の場合、前記流量制御弁を移動させて前記第１通路を全開にしつつ前記第２通路を閉じる方向に前記流量制御弁を移動させる閉弁制御を実行する制御装置と、
を備える、内燃機関の冷却システム。

【請求項2】

前記第２通路は、前記内燃機関の排気を循環する排気循環装置に流れる排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置に接続され、
前記制御装置は、前記排気循環装置に前記排気循環ガスが導入されている場合は、前記閉弁制御を禁止する、
請求項１に記載の内燃機関の冷却システム。

【請求項3】

前記ラジエタおよび前記第１冷却装置と異なる第２冷却装置と接続される第３通路をさらに備え、
前記２通路は、前記第３通路よりも通路径が大きい、
請求項１または２に記載の内燃機関の冷却システム。

【請求項4】

前記内燃機関に接続される変速装置を変速機冷却装置、および前記内燃機関に充填されるオイルを冷却するオイル冷却装置の少なくともいずれか一方に接続される第３通路をさらに備え、
前記第２通路は、前記内燃機関の排気を循環する排気循環装置に流れる排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置に接続され、
前記制御装置は、前記閉弁制御を実行する場合、前記流量制御弁を移動させて前記第２通路を開状態から閉状態にするとともに、前記第３通路は開状態を維持する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記内燃機関の回転数が所定回転数以上の場合に、冷却水温度によらず第１通路と、第２通路と、を開く圧抜制御を実行し、
前記圧抜制御を実行する場合は、前記閉弁制御を禁止する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の冷却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、内燃機関のシリンダヘッドおよび排気循環装置などの冷却が必要な部品に冷却水を供給する通路を備えた内燃機関の冷却システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような内燃機関の冷却システムは、ラジエタに冷却水を供給する通路を有し、ラジエタによって冷却水が冷却される。特許文献１は、各通路の流量を制御する流量制御弁を有し、各通路に最適な流量の冷却水が流れるように流量制御弁を制御する内燃機関の冷却システムを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許６４１７３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１は、アイドルストップ中に暖房性能が落ちないようにヒータへの冷却水量を増加する内燃機関の冷却システムを開示する。さらに特許文献１は、アイドルストップ中にシリンダヘッドを冷却しノッキングを抑制するために、シリンダヘッドの冷却通路は開いたままとする内燃機関の冷却システムを開示する。特許文献１は、ラジエタに流れる冷却水の温度が上昇している場合に対応できる内燃機関の冷却システムは、開示されていない。

【0005】

本開示の課題は、ラジエタに流れる冷却水の温度が上昇している場合に、冷却能力を向上できる内燃機関の冷却システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る内燃機関の冷却システムは、内燃機関の冷却水を冷却するラジエタに接続される第１通路と、前記ラジエタと異なる第１冷却装置に接続される第２通路と、前記第１通路の温度を検知する温度検知部と、前記第１通路、および前記第２通路に接続され、各通路の開度を制御することにより各通路への冷却水の流量を制御する流量制御弁と、前記前記第２通路が開状態であるときに、前記温度検知部によって検知した温度が所定温度以上の場合、前記流量制御弁を移動させて前記第１通路を全開にしつつ前記第２通路を閉じる方向に前記流量制御弁を移動させる閉弁制御を実行する制御装置と、を備える。

【0007】

この内燃機関の冷却システムによれば、冷却水の温度が所定温度以上の場合は、第２通路を閉じる。これによって、ラジエタに流れる冷却水の流量が増加し、冷却水温度を下げられる。この結果、冷却能力が向上する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ラジエタに流れる冷却水の温度が上昇している場合に冷却能力を向上できる内燃機関の冷却システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態による内燃機関の制御システムのシステム図。

【図2】本開示の実施形態によるロータリバルブの回転角度に対する角通路の開口面積（開度）との関係の一例を示すグラフ。

【図3】本開示の実施形態による制御装置の実行する制御手順を示すフローチャート。

【図4】本開示の実施形態による圧抜制御時の実回転角度と目標回転角度の関係を示すタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、冷却水が流れる方向を基準として、上流を上流と、下流を下流と、明細書に記す。

【0011】

図１に示すように、内燃機関２の冷却システム１は、内燃機関２の種々の装置を冷却する装置である。内燃機関２の冷却システム１は、流量制御弁（Ｖ）４と、バルブフィッチング（Ｖ／Ｆ）６と、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）８と、シリンダブロック（Ｃ／Ｂ）１０と、シリンダヘッド（Ｃ／Ｈ）１２と、アウトレットフィッチング（Ｏ／Ｆ）１４と、排気循環ガスクーラ（ＥＧＲ／Ｃ：第１冷却装置の一例）１６と、ヒータコア（Ｈ／Ｃ）１８と、過給機（Ｔ／Ｃ）２０と、スロットル（Ｔｈ／Ｂ）２２と、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２４と、トランスミッションクーラ（ＴＭ／Ｃ：変速機冷却装置の一例）２６と、エンジンオイルクーラ（ＥＮＧ／Ｃ：第２冷却装置、およびオイル冷却装置の一例）２８と、ラジエタ（ＲＡ）３０と、ホットボトル（ＨＢ）３２と、制御装置４０と、を備える。本実施形態では、内燃機関２は、車両に搭載され、ピストン（図示せず）がクランクシャフトを回転させるレシプロ型の内燃機関２である。

【0012】

また、内燃機関２の冷却システム１は、冷却水を種々の装置に供給する複数の通路を備える。本実施形態では、主機冷却通路５０と、ラジエタ通路（第１通路の一例）５２と、排気循環ガスクーラ通路（第２通路の一例）５４と、スロットル温水通路５６と、エンジンオイルクーラ通路（第３通路の一例）５８と、過給機冷却通路６０と、を備える。

【0013】

流量制御弁４は、通路に流れる冷却水の量を調整する装置である。本実施形態では、ラジエタ通路５２、排気循環ガスクーラ通路５４、およびエンジンオイルクーラ通路５８（以下明細書において各通路という場合もある）に流れる冷却水の量を調整する装置である。本実施形態では、流量制御弁４は、各通路から流量制御弁４に冷却水が入る入口の開度を可変することによって、各通路に流れる冷却水の流量を制御する。本実施形態では、流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａを有するロータリ式バルブである。流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａを回転させることによって各通路の入口の開口面積の大きさを変化させる。これによって、流量制御弁４は、各通路に流れる冷却水の流量を制御できる。流量制御弁４は、制御装置４０と電気的に接続され、制御装置４０によってバルブの回転角度が制御される。また、流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａの回転角度ωを検知する回転角センサ（図示せず）を有し、ロータリバルブ４ａの回転角度ωを制御装置４０に送信する。

【0014】

流量制御弁４は、冷却水が入る入口として、ロータリバルブ４ａに直接接続される第１入口４ｂと、サーモスタット（Ｔ）５を介してロータリバルブ４ａをバイパスし、バルブフィッチング６に接続される第２入口４ｃと、サーモスタット５の第２入口４ｃを開閉するサーモバルブ（図示なし）及びロータリバルブ４ａをバイパスし、バルブフィッチング６に接続される第３入口４ｄと、を有する。サーモスタット５は、冷却水が所定の温度となるとパラフィンワックスが溶け第２入口４ｃを開弁する。所定の温度は、冷却水が沸騰し内燃機関２がオーバーヒートする可能性がある温度である。第３入口４ｄに供給される冷却水は、このパラフィンワックスを通過し、パラフィンワックスを溶かす。サーモスタット５は、第２入口４ｃを閉じる方向にサーモバルブを付勢するバネを有する。なお、サーモスタット５は、既存のサーモスタット５であればよく、より詳細な説明は省略する。

【0015】

バルブフィッチング６は、流量制御弁４の冷却水出口に取り付置けられる筒状部材である。バルブフィッチング６の下流には、冷却水を各通路に供給するウォータポンプ８が接続される。本実施形態では、ウォータポンプ８は、内燃機関２のクランクシャフトから駆動力を得てインペラが回転する機械式のポンプである。

【0016】

ウォータポンプ８の下流には、主機冷却通路５０が接続される。主機冷却通路５０は、シリンダブロック１０のシリンダ（図示せず）の周囲に形成される第１ウォータジャケット（図示なし）、およびシリンダヘッドの排気ポート近傍に形成される第２ウォータジャケット（図示なし）を含む。主機冷却通路５０は、第１ウォータジャケットおよび第２ウォータジャケットを冷却水が通過することによって、シリンダブロック１０と、シリンダヘッド１２を冷却する。

【0017】

アウトレットフィッチング１４は、シリンダブロック１０およびシリンダヘッド１２を通過した冷却水を、各通路に分配する筒状部材である。本実施形態では、アウトレットフィッチング１４は、シリンダヘッド１２の第２ウォータジャケットの下流に取り付けられる。本実施形態では、アウトレットフィッチング１４には、水温センサ（温度検知部の一例）１５が設けられる。水温センサ１５は、アウトレットフィッチング１４を通過する冷却水の温度（水温ＷＴ）を検知する。言い換えると、水温センサ１５は、冷却水が各通路に供給される前の冷却水温度を検知する。水温センサ１５は、制御装置４０と電気的に接続され、検知した水温ＷＴを制御装置４０に送信する。

【0018】

本実施形態の内燃機関２は、図示しない排気循環バルブを含む排気循環装置１７を備え、内燃機関２の排気を吸気に導入する。排気循環バルブは、制御装置４０によって電気的に接続され、排気循環バルブによって吸気に流れる排気の量が調整される。排気循環ガスクーラ（排気循環ガス冷却装置の一例）１６は、排気循環装置１７によって内燃機関２の排気から吸気に導入される排気循環ガス（図１の破線参照）を、冷却水によって冷却する熱交換器である。ヒータコア１８は、車両の室内に空調風を供給する空調装置（ＨＶＡＣ）１９の熱交換器である。ヒータコア１８は、冷却水から熱を吸収し、空調風を温める。空調装置１９は、ブロアファン１９ａを含み、ブロアファン１９ａを回転させることによってヒータコア１８で暖められた空調風を室内に供給する。空調装置１９は、空調制御装置１９ｂを含む。空調制御装置１９ｂは図示しない通信線によって制御装置４０と電気的に接続され、制御装置４０から送信される情報を取得できる。制御装置４０も同様に、空調制御装置１９ｂからの送信される情報を取得できる。

【0019】

排気循環ガスクーラ１６、およびヒータコア１８は、アウトレットフィッチング１４と接続される排気循環ガスクーラ通路５４が接続され、冷却水が供給される。排気循環ガスクーラ通路５４は、ゴムホース、および金属製のパイプなどによって形成される通路である。排気循環ガスクーラ通路５４は、ヒータコア１８の下流で流量制御弁４の第１入口４ｂに接続される第１排気循環ガスクーラ通路５４ａと、第３入口４ｄに接続される第２排気循環ガスクーラ通路５４ｂと、に分岐する。第２排気循環ガスクーラ通路５４ｂは、サーモスタット５の感温用の通路である。具体的には、冷却水が高温となった場合に第２排気循環ガスクーラ通路５４ｂを流れる冷却水がパラフィンワックスを溶かし、パラフィンワックスが溶け第２入口４ｃが開通すると、ロータリバルブ４ａの回転角度ωによらずラジエタ通路５２に冷却水が供給される。

【0020】

過給機２０は、内燃機関２の吸気を過給する装置である。過給機２０は、排気循環ガスクーラ通路５４の排気循環ガスクーラ１６より上流から分岐した過給機冷却通路６０が接続され、過給機２０のタービン軸を冷却する。過給機冷却通路６０は、ホットボトル３２と接続される。

【0021】

スロットル２２は、内燃機関２の吸気量を制御する装置である。モータジェネレータ２４は、内燃機関２に接続され、発電と内燃機関２の始動とを行う回転電機である。スロットル２２およびモータジェネレータ２４は、アウトレットフィッチング１４と接続されるスロットル温水通路５６と接続される。スロットル温水通路５６は、ラジエタ３０を通過せずにバルブフィッチング６と接続される。スロットル温水通路５６は、常時暖められた冷却水が流れることによって、スロットル２２の凍結やモータジェネレータ２４の凍結を防止する。

【0022】

トランスミッションクーラ２６は、トランスミッション（変速装置の一例）に充填されるトランスミッションオイルと冷却水を熱交換し、トランスミッションオイルを昇温若しくは冷却する熱交換器である。エンジンオイルクーラ２８は、内燃機関２に充填されるエンジンオイルと冷却水を熱交換し、エンジンオイルを昇温若しくは冷却する熱交換器である。

【0023】

トランスミッションクーラ２６、およびエンジンオイルクーラ２８は、スロットル温水通路５６のスロットル２２より上流から分岐するエンジンオイルクーラ通路５８に接続され、冷却水が供給される。エンジンオイルクーラ通路５８は、流量制御弁４の第１入口４ｂに接続される。

【0024】

ラジエタ３０は、図示しない上部通路３０ａと、上部通路３０ａの下流に配置されるラジエタコア３０ｂと、ラジエタコア３０ｂの下流に配置される下部通路３０ｃと、を有する。ラジエタコア３０ｂは、複数のフィンを有し、冷却水と車両の外気とを熱交換し、冷却水を冷却するための熱交換器である。ラジエタ３０の上部通路３０ａは、アウトレットフィッチング１４に接続されるラジエタ通路５２に接続される。ラジエタ３０の下部通路３０ｃは、流量制御弁４の第１入口４ｂに接続される第１ラジエタ通路５２ａと、第２入口４ｃに接続される第２ラジエタ通路５２ｂと、に接続される。ラジエタ通路５２は、第１ラジエタ通路５２ａと、第２ラジエタ通路５２ｂと、に分岐する。また、ラジエタ通路５２は、ラジエタ３０の上流で過給機冷却通路６０に接続される第３ラジエタ通路５２ｃに分岐する。

【0025】

ホットボトル３２は、冷却水を一時貯蔵するリザーバタンクとして機能するとともに、冷却水中のエア抜きを行うためのタンクである。ホットボトル３２の上流は、過給機冷却通路６０における、第３ラジエタ通路５２ｃと過給機冷却通路６０との連結部より下流に接続される。ホットボトル３２の下流は、スロットル温水通路５６のモータジェネレータ２４より下流に接続される。ホットボトル３２には、過給機２０を通過した冷却水が供給される。

【0026】

制御装置４０は、水温センサ１５によって取得した水温ＷＴ、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、などに応じて流量制御弁４を制御し、冷却水の流量を制御する装置である。より具体的には、制御装置４０は、水温ＷＴ、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、に応じて各通路の開度Ｏ、すなわちロータリバルブ４ａの目標回転角度ωｔを決定し、各通路に流す冷却水の流量を制御する。

【0027】

図２のグラフは、横軸にロータリバルブ４ａの回転角度ωを示し、縦軸が開口面積（開度Ｏ）を示す。制御装置４０は、水温ＷＴ、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、に応じて目標回転角度ωｔを決定する。制御装置４０は、目標回転角度ωｔに向けてロータリバルブ４ａを回転させる。ロータリバルブ４ａが目標回転角度ωｔとなると、各通路の開度Oが目標回転角度ωｔに対応した値となり、各通路に流れる冷却水の流量が制御される。すなわち、目標回転角度ωｔを決定することは、目標開度Ｏｔを決定することと同義である。制御装置４０は、この間、流量制御弁４に設けられた回転角センサからロータリバルブ４ａの実際の実回転角度ωｒを取得し、実回転角度が追従しているか否か監視する。

【0028】

また、本実施形態の流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａの最小回転角度ωｍｉnの位置（本実施形態では例えば、図２の―４０度の位置）にロータリバルブ４ａの回転を規制する第１ストッパ（規制部の一例）を有する。また、流量制御弁４は、最大回転角度ωｍａｘの位置（本実施形態では例えば図２の２１０度の位置）に、ロータリバルブ４ａの回転を規制する第２ストッパ（規制部の一例）を有する。制御装置４０は、ロータリバルブ４ａを第１ストッパから第２ストッパの区間で制御する。

【0029】

また、制御装置４０は、排気循環ガスの導入割合を決定し、排気循環ガスの導入量が、吸気量に対して決定した導入割合となるように、排気循環弁の開度を制御する。制御装置４０は、内燃機関２の運転領域ごとに排気循環ガスの導入割合を定めたマップに基づいて、排気循環ガスの導入割合を決定してもよい。

【0030】

このほか、制御装置４０は、エアフロセンサ（図示なし）、およびアクセルポジションセンサ（図示なし）などのセンサから取得した値に基づいて、内燃機関２が所望の運転状態となるように、燃料噴射弁（図示なし）、排気循環弁（図示なし）、および過給機２０の過給圧、などの各装置の制御を実行してもよい。

【0031】

制御装置４０は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒоｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置４０は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関２が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

【0032】

次に、図３のフローチャートを用いて、制御装置４０が実行する制御手順について説明する。なお、制御装置４０は、図示しないイグニッションスイッチがオンされると制御動作を開始する。

【0033】

ステップＳ１では、制御装置４０は、水温センサ１５から水温ＷＴを取得し、水温ＷＴが所定温度ＷＴ１以上か否か判断する。所定温度ＷＴ１は、例えば内燃機関２がオーバーヒートする温度を基準に設定されればよい。例えば、冷却水が温度ＷＴ２で沸騰しオーバーヒートする場合、所定温度ＷＴ１は、温度ＷＴ２から１０度程度低い値にすればよい。制御装置４０は、水温ＷＴが所定温度ＷＴ１以上であると判断すると（ステップＳ１ ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を進める。

【0034】

ステップＳ２では、制御装置４０は、排気循環ガスが導入中か否か判断する。制御装置４０は、排気循環ガスが導入中でないと判断した場合（ステップＳ２ ＮＯ）、ステップＳ３に処理を進める。

【0035】

ステップＳ３では、制御装置４０は、第２通路が閉じる方向に流量制御弁４を移動させる閉弁制御を実行する。本実施形態では、第２通路を開状態から閉状態にするように流量制御弁４を移動させる。図２に示すように、本実施形態では回転角度ωがＢ度（本実施形態では２００度）以上の場合、排気循環ガスクーラ通路５４の開口面積がゼロになる。

【0036】

ここで、排気循環ガスクーラ通路５４は、エンジンオイルクーラ通路５８よりも通路径である最大開口面積が大きい。このため、排気循環ガスクーラ通路５４を閉鎖する方が、エンジンオイルクーラ通路５８を閉鎖するよりも、より多くの冷却水をラジエタ通路５２に流すことができる。また、内燃機関２が始動中は、内燃機関２に充填されるオイルを冷却することが好ましい。したがって、制御装置４０は、ロータリバルブ４ａの目標回転角度ωｔをＢ度以上に決定する。制御装置４０は、目標回転角度ωｔと実回転角度ωｒとの差に基づいて、ロータリバルブ４ａの回転速度ωｖを決定し、ロータリバルブ４ａを目標回転角度ωｔに向けて、回転速度ωｖで回転移動させる。制御装置４０は、閉弁制御を実行すると、ステップＳ４に処理を進める。

【0037】

ステップＳ４では、制御装置４０は、内燃機関２の回転数Ｅｒが所定回転数Ｅｔ以上か否か判断する。制御装置４０は、内燃機関２の回転数Ｅｒが所定回転数Ｅｔ未満であると判断した場合（ステップＳ４ ＮＯ）、ステップＳ５に処理を進める。

【0038】

ステップＳ５では、制御装置４０は、水温センサ１５から水温ＷＴを取得し、水温ＷＴが所定温度ＷＴ１未満に低下したか否か判断する。制御装置４０は、水温ＷＴが所定温度ＷＴ１未満に低下したと判断した場合（ステップＳ５ ＹＥＳ）、制御装置４０は、ステップＳ６に処理を進める。

【0039】

ステップＳ６では制御装置４０は、閉弁制御を終了し、ステップＳ１に処理を戻す。

【0040】

ステップＳ１において、制御装置４０が、水温ＷＴが所定温度ＷＴ１以上であると判断すると（ステップＳ１ ＮＯ）、制御装置４０はステップＳ４に処理を進める。

【0041】

ステップＳ２において、制御装置４０が、排気循環ガスが導入中であると判断した場合（ステップＳ２ ＹＥＳ）、制御装置４０は、ステップＳ７に処理を進める。ステップＳ７では制御装置４０は、閉弁制御を禁止する。図２に示すように、閉弁制御を実行し、ロータリバルブ４ａの回転角度がＢ度となると、排気循環ガスクーラ通路５４の開口面積がゼロになる。このため、排気循環ガスクーラ通路５４に流れる冷却水の流量がゼロになる。この結果、排気循環ガスが冷却されなくなる。このため、制御装置４０は、排気循環ガスの導入中は、閉弁制御を禁止する。制御装置４０は、閉弁制御を禁止するとステップＳ２に処理を進める。なお、閉弁制御は、閉弁制御の実行前に比べ排気循環ガスクーラ通路５４の開口面積を小さくすればよく、排気循環ガスクーラ通路５４の開口面積をゼロにする必要はない。この場合、排気循環ガスクーラ通路５４に流れる冷却水の流量はゼロとはならないが、閉弁制御の実行前に比べ減少するため、排気循環ガスの導入中は、閉弁制御を禁止することが好ましい。

【0042】

なお、制御装置４０は、空調装置１９から暖房要求がある場合は閉弁制御を禁止してもよい。本実施形態では、空調装置１９のヒータコア１８が排気循環ガスクーラ通路５４に接続されているため、閉弁制御を行うとヒータコア１８に冷却水が流れず、暖房性能が低下する。よって、制御装置４０は、暖房要求がある場合は閉弁制御を禁止して、ヒータコア１８に冷却水を流すようにしてもよい。

【0043】

ステップＳ４において、制御装置４０が、内燃機関２の回転数Ｅｒが所定回転数Ｅｔ以上であると判断した場合（ステップＳ４ ＹＥＳ）、制御装置４０は、ステップＳ８に処理を進める。ステップＳ８において、制御装置４０は、閉弁制御を中止し、圧抜制御を実行し、前述したステップＳ５に処理を進める。

【0044】

本実施形態では、内燃機関２の回転数Ｅｒが上昇すると、クランクシャフトによって駆動されるウォータポンプ８の回転数も上昇する。このため、所定回転数Ｅｔは、ウォータポンプ８の回転上昇に伴って、各通路の圧力がホース抜け等の懸念があるような圧力にまで上昇するような内燃機関２の回転数Ｅｒに基づいて決定される。所定回転数Ｅｔは、例えば、内燃機関２の許容回転数に対して１０００ｒｐｍ低い回転数から許容回転数までの領域に設定されるレッドゾーン近辺の回転数であってもよい。また、所定回転数Ｅｔは、レッドゾーンよりもやや低い回転数であってもよい。

【0045】

図４の時刻ｔ１に示すように、本実施形態では制御装置４０は、内燃機関２の回転数Ｅｒが所定回転数Ｅｔ以上の場合、圧抜制御が必要と判断し、圧抜制御のフラグを記録する。しかし、制御装置４０は、例えばウォータポンプ８が電動ウォータポンプの場合、ウォータポンプ８の回転数を取得し、圧抜制御の要否を判断してもよい。また、制御装置４０は、内燃機関２の回転数Ｅｒまたはウォータポンプ８の回転数に加えて、水温ＷＴなどを加味して圧抜制御の要否を判断してもよい。

【0046】

図４の時刻ｔ１から時刻ｔ３に示すように、圧抜制御において制御装置４０は、各通路の流量が最大となる第２目標回転角度ωｔ２を決定するとともに、第２目標回転角度ωｔ２よりも大きい開度の第３目標回転角度ωｔ３を決定する。図２に示すように、本実施形態では、回転角度ωがＡ度の場合、ラジエタ通路５２、排気循環ガスクーラ通路５４、およびエンジンオイルクーラ通路５８（各通路）の開口面積が最大となる。また、Ｂ度が最大回転角度ωｍａｘに近い。したがって、本実施形態では、制御装置４０は、第２目標回転角度ωｔ２がＡ度として、第３目標回転角度ωｔ３がＢ度とする例を用いて説明する。

【0047】

制御装置４０は、実回転角度ωｒがＡ度を超えたか否か判断する。制御装置４０は、実回転角度ωｒがＡ度を超えた場合、目標回転角度ωｔをＢ度からＡ度に切り替え、Ａ度に向けてロータリバルブ４ａを回転移動させる。制御装置４０は、このようにロータリバルブ４ａを制御することによって、各通路の開度が最大となる位置までロータリバルブ４ａを迅速に移動させるとともに、ロータリバルブ４ａの慣性力によって第２目標回転角度ωｔ２からずれてロータリバルブ４ａが停止することを抑制している。この結果、制御装置４０は、圧抜制御を迅速に実行できる。

【0048】

また、このように制御装置４０が内燃機関２の回転数Ｅｒが所定回転数Ｅｔ以上であると判断した場合、制御装置４０は、閉弁制御を中止し、圧抜制御を閉弁制御に優先して実行する。図３に示すように、制御装置４０は、圧抜制御が終了するとステップＳ５に処理を進め閉弁制御を再開する。

【0049】

図４の時刻ｔ４以降に示すように、制御装置４０が閉弁制御を再開する場合、制御装置４０は、ロータリバルブ４ａを閉弁制御における目標回転角度ωｔに変更し、ロータリバルブ４ａを目標回転角度ωｔに向けて移動させる。本実施形態では、制御装置４０は、目標回転角度ωｔを圧抜制御におけるＡ度からＢ度に変更する。

【0050】

以上説明した通り、本開示の内燃機関２の冷却システム１によれば、冷却水の温度が所定温度ＷＴ１以上の場合は、ラジエタ通路５２を全開としつつ、排気循環ガスクーラ通路を閉じる。これによって、ラジエタに流れる冷却水の流量が増加し、水温ＷＴを下げられる。この結果、冷却能力が向上する。なお、ラジエタ通路５２がすでに全開であるにもかかわらず冷却水の温度が所定温度ＷＴ１以上となった場合は、ラジエタ通路５２を全開に維持し、排気循環ガスクーラ通路を閉じる。ラジエタ通路５２が全開の場合、ラジエタ通路５２のみの開度制御では水温ＷＴを下げることはできないが、排気循環ガスクーラ通路を閉じることでラジエタに流れる冷却水の流量を増加させ冷却能力を向上させることができる。

【0051】

また、排気循環ガスクーラ通路５４は開口面積がエンジンオイルクーラ通路５８よりも大きい。このため、排気循環ガスクーラ通路５４を閉鎖することにより多くの冷却水をラジエタ通路５２に供給できる。この結果、冷却性能がさらに向上する。さらに、エンジンオイルクーラ通路５８には冷却水が流れるため、内燃機関２に充填されるオイルを冷却できる。この結果、内燃機関２のオーバーヒートを抑制できる。

【0052】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0053】

（ａ）上記実施形態では、流量制御弁４はロータリバルブ４ａを例に用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。流量制御弁４は、例えば、各通路の流量をスライド式のバルブによって制御する流量制御弁４であってもよい。この場合、規制部は、スライド式のバルブの移動を規制するストッパであってもよい。また、流量制御弁４は各通路にそれぞれ設けられた複数の弁であってもよい。

【0054】

（ｂ）上記実施形態では、制御装置４０が図２の各通路の開口面積とロータリバルブ４ａの回転角度ωの関係を用いて、各通路に流れる冷却水の流量を制御する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。制御装置４０は、例えば、流量を検知するセンサ等を用いて、流量制御弁４を制御してもよい。また、図２の各通路の関口面積と、ロータリバルブ４ａの回転角度ωは、適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0055】

１ ：冷却システム
２ ：内燃機関
４ ：流量制御弁
５ ：サーモスタット
４０ ：制御装置
５２ ：ラジエタ通路
５４ ：排気循環ガスクーラ通路
Ｏ ：開度
Ｏｔ ：目標開度
ωｒ ：実回転角度
ωｔ ：目標回転角度
ωｖ ：回転速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】