CN107407188A - 车辆用内燃机的冷却装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆用内燃机的冷却装置及控制方法。本发明的冷却装置具备电动式水泵、绕过散热器的旁通管线、对在旁通管线中循环的冷却水的流量进行控制的流量控制阀，在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，增加在旁通管线中循环的冷却水的流量，使冷却水温比高外气温状态时高，进而，与高外气温状态时相比，增加电动式水泵的排出流量而使冷却水的循环流量增加。

Description

车辆用内燃机的冷却装置及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆用内燃机的冷却装置及控制方法，详细地说，涉及在外气温度较低的状态下对冷却水的循环进行控制的技术。

背景技术

在专利文献1中，公开了在外气温度为低温的冬季将冷却水温较高地保持的冷却水用调温器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭61-101617号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在车辆用内燃机的冷却装置的冷却水循环路会设置对油压式自动变速器等的油压机构的工作油进行加热的油加热器、车辆制热用的暖气风箱等加热用热交换器。

上述加热用热交换器的加热性能受外气温度影响，在冷却水温为相同条件的情况下，在外气温度低的冬季，会维持通过热交换器后的油、空气的温度比外气温度高的夏季低的状态。另外，内燃机的润滑油的温度在外气温度低的冬季会比外气温度高的情况(夏季)低。

这里，如果在外气温度低时与外气温度高时相比提高冷却水温，则能够使通过热交换器后的油的温度等接近外气温度高的状态下的温度。

但是，如果使冷却水温，换句话说使缸盖的温度升高，则容易发生爆震等异常燃烧，因此仅能够在充分抑制异常燃烧的范围内使冷却水温上升。

因此，仅在外气温度低时提高冷却水温难以充分地得到加热用热交换器的加热性能，产生无法充分降低内燃机、变速器的摩擦而使燃油经济性下降、制热性能下降这样的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种车辆用内燃机的冷却装置及控制方法，在外气温度低时，能够充分抑制异常燃烧的发生，并且使暖机性能提高。

用于解决技术问题的技术方案

因此，本发明的车辆用内燃机的冷却装置在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态相比，使冷却水温升高并且使冷却水的循环流量增加。

另外，本发明的车辆用内燃机的冷却装置的控制方法是具备使冷却水循环的电动式水泵、绕过散热器的旁通管线、对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行控制的流量控制阀的车辆用内燃机的冷却装置的控制方法，在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，利用所述流量控制阀增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量，使冷却水温比所述高外气温状态时高，在所述低外气温状态时，与所述高外气温状态时相比，增加所述电动式水泵的排出流量而使冷却水的循环流量增加。

发明的效果

根据上述发明，由于热交换中的放热量在入口温度越高且流量越多时越大，因此通过使相当于入口温度的冷却水温变高且使相当于流量的冷却水的循环流量增大能够使放热量变大。由此，在低外气温状态下，不使冷却水温过剩地变高就能够充分地提高在加热用热交换器中被冷却水加热的流体的温度，通过摩擦的减少等而使内燃机的燃油经济性提高。

附图说明

图1是本发明实施方式中的内燃机的冷却装置的系统示意图。

图2是例示本发明实施方式中的流量控制阀的控制特性的时序图。

图3是表示本发明实施方式中的低外气温状态下的流量控制阀及电动式水泵的控制流程的流程图。

图4是表示本发明实施方式中的外气温度与电动式水泵的排出流量的增大量的相关性的线图。

图5是表示本发明实施方式中的低外气温状态下的冷却水温、流量控制阀的转子角度、以及电动式水泵的排出流量的变化的一个例子的时序图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的车辆用内燃机的冷却装置的一个例子的结构图。

需要说明的是，在本申请中，冷却水包括根据日本工业规格K 2234标准化的防冻液(Engine antifreeze coolants)等在车辆用内燃机的冷却装置中使用的各种冷却液。

车辆用内燃机10具有缸盖11和缸体12，在内燃机10的输出轴连接有作为动力传递装置的一个例子的变速器20，变速器20的输出传递到省略图示的车辆的驱动轮。

内燃机10的冷却装置是使冷却水循环的水冷式冷却装置，由借助电气执行构件动作的流量控制阀30、被电动马达驱动的电动式水泵40、散热器50、设置于内燃机10的冷却水通路60、将它们连接的配管70等构成。

在内燃机10，作为冷却水通路60设有缸盖侧冷却水通路61，该缸盖侧冷却水通路61连接设置于缸盖11的气缸排列方向的一端的冷却水入口13与设置于缸盖11的气缸排列方向的另一端的冷却水出口14而在缸盖11内延伸地设置。

并且，在内燃机60，作为冷却水通路60设有缸体侧冷却水通路62，该缸体侧冷却水通路62从缸盖侧冷却水通路61分岔而到达缸体12，在缸体12内延伸地设置而与设置于缸体12的冷却水出口15连接。缸体12的冷却水出口15设置于与设置缸盖侧冷却水通路61的冷却水出口14侧相同的气筒排列方向的端部。

这样，在图1中例示的冷却装置中，在缸体12中经由缸盖11供给有冷却水，通过缸盖11的冷却水从冷却水出口14排出，向缸盖11流入后通过缸体12内的冷却水被从冷却水出口15排出。

在缸盖11的冷却水出口14连接有构成第一冷却水管线的第一冷却水配管71的一端，第一冷却水配管71的另一端与散热器50的冷却水入口51连接。

在缸体12的冷却水出口15连接有构成第二冷却水管线的第二冷却水配管72的一端，第二冷却水配管72的另一端与流量控制阀30的4个入口端口31－34中的第一入口端口31连接。

在第二冷却水配管72的中途设有用于对内燃机10的润滑油进行冷却的油冷却器16，油冷却器16对在第二冷却水配管72内流动的冷却水与内燃机10的润滑油之间进行热交换。

另外，构成第四冷却水管线的第三冷却水配管73的一端与第一冷却水配管71连接，另一端与流量控制阀30的第二入口端口32连接。在第三冷却水配管73的中途设有用于对作为油压机构的变速器20的工作油进行加热的热交换器即油加热器21。

油加热器21对在第三冷却水配管73内流动的冷却水与变速器20的工作油之间进行热交换。即，使通过缸盖11的冷却水分流而将其引导至水冷式的油加热器21，在油加热器21中使工作油加热。

进而，构成第三冷却水管线的第四冷却水配管74的一端与第一冷却水配管71连接，另一端与流量控制阀30的第三入口端口33连接。在第四冷却水配管74上设有各种热交换设备。

配设于第四冷却水配管74的热交换设备从上游侧依次为车辆制热用的暖气风箱91、构成内燃机10的排气回流装置的水冷式的排气再循环(EGR)冷却器92、同样构成排气回流装置的排气回流控制阀93、对内燃机10的吸入空气量进行调节的节流阀94。

暖气风箱91是对在第四冷却水配管74中流动的冷却水与空调空气之间进行热交换、对空调空气进行加热的加热用热交换器。

排气再循环冷却器92是对利用排气回流装置在内燃机10的吸气系统中回流的排气与在第四冷却水配管74中流动的冷却水之间进行热交换、使在内燃机10的吸气系统回流的排气的温度下降的设备。

另外，对回流排气量进行调节的排气回流控制阀93和对内燃机10的吸入空气量进行调节的节流阀94构成为，通过与在第四冷却水配管74中流动的冷却水之间进行热交换而被加热。通过利用冷却水对排气回流控制阀93和节流阀94进行加热，来抑制排气中、吸气中含有的水分在排气回流控制阀93、节流阀94周边结冰。

这样，使通过缸盖11的冷却水分流而将其引导至暖气风箱91、排气再循环冷却器92、排气回流控制阀93、节流阀94，进行它们之间的热交换。

另外，第五冷却水配管75的一端与散热器50的冷却水出口52连接，另一端与流量控制阀30的第四入口端口34连接。

流量控制阀30具有一个出口端口35，在该出口端口35连接有第六冷却水配管76的一端。第六冷却水配管76的另一端与水泵40的吸入口41连接。

而且，在水泵40的排出口42连接有第七冷却水配管77的一端，第七冷却水配管77的另一端与缸盖11的冷却水入口13连接。

另外，设有第八冷却水配管78(旁通配管)，该第八冷却水配管78(旁通配管)的一端与比连接有第三冷却水配管73、第四冷却水配管74的部分靠下游侧的第一冷却水配管71连接，另一端与第六冷却水配管76连接。

流量控制阀30如前所述地具有4个入口端口31－34和1个出口端口35，在入口端口31－34分别连接有冷却水配管72、73、74、75，在出口端口35连接有第六冷却水配管76。

流量控制阀30是旋转式的流路切换阀，该阀具有在形成有端口的定子上嵌装形成有流路的转子、利用电动马达等电动执行机构对转子进行旋转驱动而改变转子相对于定子的相对角度的机构。

而且，在该旋转式的流量控制阀30中，4个入口端口31－34的开口面积随着转子角度而变化，以通过转子角度的选定而在各冷却水管线中得到所希望的开口面积比例、换言之所希望的流量比例的方式使定子的端口和转子的流路配合。

在上述结构的冷却装置中，由缸盖侧冷却水通路61和第一冷却水配管71构成经过缸盖11和散热器50的第一冷却水管线，由缸体侧冷却水通路62和第二冷却水配管72构成经过缸体12而绕过散热器50的第二冷却水管线。

并且，由缸盖侧冷却水通路61和第四冷却水配管74构成经过缸盖11和暖气风箱91而绕过散热器50的第三冷却水管线，由缸盖侧冷却水通路61和第三冷却水配管73构成经过缸盖11及变速器20的油加热器21而绕过散热器50的第四冷却水管线。

另外，利用第八冷却水配管78使冷却水的一部分从缸盖11与散热器50之间的第一冷却水管线分流，被分流的冷却水绕过散热器50而在流量控制阀30的流出侧合流。

这样，上述第一冷却水管线、第二冷却水管线、第三冷却水管线和第四冷却水管线各自的出口与流量控制阀30的入口端口连接，在流量控制阀30的出口端口连接有水泵40的吸入口。

而且，流量控制阀30是通过对各冷却水管线的出口的开口面积进行调节而对冷却水向第一冷却水管线、第二冷却水管线、第三冷却水管线和第四冷却水管线的供给量、换言之冷却水向各冷却水管线的分配比例进行控制的流路切换机构。

流量控制阀30的流路切换的模式大致分为以下所述的第一至第四流路切换模式这四种。

流量控制阀30在转子角度从由止动件限制的基准角度位置到规定角度范围内，切换为将入口端口31－34全部关闭的第一流路切换模式。

需要说明的是，第一流路切换模式下的将入口端口31－34关闭的状态除了使入口端口31－34的开口面积为零的状态之外，还包括使入口端口31－34的开口面积为产生泄漏流量的程度的最小开口面积的状态。

另外，转子角度表示从基准角度位置的旋转角度。

如果使流量控制阀30的转子角度从第一流路切换模式的角度区域增加，则切换为与暖气风箱冷却水管线(第三冷却水管线)的出口连接的第三入口端口33的开口面积增大至规定开度的第二流路切换模式。

第二流路切换模式下的第三入口端口33的规定开度是比第三入口端口33的最大开口面积小的中间开口面积，是第二流路切换模式下的上限开度。

如果使转子角度从第三入口端口33打开至一定开度的第二流路切换模式的角度区域进一步增大，则切换为与缸体冷却水管线(第二冷却水管线)的出口连接的第一入口端口31打开、第一入口端口31的开口面积与转子角度的增大对应地逐渐增加的第三流路切换模式。

在比第一入口端口31所打开的转子角度大的角度位置，切换为与动力传递系统冷却水管线(第四冷却水管线)的出口连接的第二入口端口32打开至规定开度的第四流路切换模式。

第四流路切换模式下的第二入口端口32的规定开度是比第二入口端口32的最大开口面积小的中间开口面积，是第四流路切换模式下的上限开度。

另外，在比第二入口端口32打开至一定开度的转子角度大的角度位置，切换为与散热器冷却水管线(第一冷却水管线)的出口连接的第四入口端口34打开、第四入口端口34的开口面积与转子角度的增大对应地逐渐增加的第五流路切换模式。

需要说明的是，第四入口端口34的开口面积设定为在开始打开的最初比第一入口端口31的开口面积小，但随着转子角度的增大变为比第一入口端口31的开口面积大。

上述电动式水泵40和流量控制阀30被电子控制装置(控制部)100控制。电子控制装置100构成为具备包含CPU、ROM、RAM等的微型计算机。

电子控制装置100输入来自对冷却装置的动作状态、动作条件等进行检测的各种传感器的检测信号，基于该检测信号对操作量进行运算而向电动式水泵40和流量控制阀30的执行机构输出操作信号，由此对电动式水泵40的排出流量进行控制，并且对流量控制阀30的转子角度进行控制而对各冷却水管线的流量比例进行控制。

作为向电子控制装置100输出检测信号的传感器，设有第一温度传感器81、第二温度传感器82和外气温度传感器83，所述第一温度传感器81检测冷却水出口14附近的第一冷却水配管71内的冷却水温度，即检测缸盖11的出口附近的冷却水温TW1，所述第二温度传感器82检测冷却水出口15附近的第二冷却水配管71内的冷却水温度，即在缸体12的出口附近检测冷却水温TW2，所述外气温度传感器83检测外气温度TA。

另外，在电子控制装置100中输入有对内燃机10的运转的通断进行切换的发动机开关(点火开关)84的信号。

接着，参照图2，对内燃机10暖机过程中的流量控制阀30的流路的切换特性进行说明。

首先，电子控制装置100在内燃机10的冷机起动时，将流量控制阀30的转子角度控制在入口端口31－34全部关闭的规定位置，冷却水通过缸盖11后绕过散热器50而进行循环。

需要说明的是，冷机起动是指在冷却水温TW1及冷却水温TW2比冷机判定温度低的状态下起动内燃机10的状态。

在冷却水绕过散热器50而进行循环的状态下，冷却水从内燃机10吸热而温度上升，在第一温度传感器81所检测到的缸盖出口处的水温TW1达到表示缸盖11的暖机结束的温度时(图2的时刻t1)，电子控制装置100使流量控制阀30的转子角度增加至暖气风箱冷却水管线(第三入口端口33)打开的角度位置，开始向暖气风箱91、排气再循环冷却器92、排气回流控制阀93、节流阀94供给冷却水。

接着，在第二温度传感器82所检测到的缸体出口处的水温TW2达到设定温度时(图2的时刻t2)，电子控制装置100使转子角度增加至缸体冷却水管线打开的角度位置，开始向缸体12供给冷却水。

然后，开始向缸体12供给冷却水，在缸体出口处的水温TW2上升规定温度而到达目标温度TT2附近时(图2的时刻t3)，电子控制装置100使转子角度增加至动力传递系统冷却水管线打开的角度位置，开始向油加热器21供给冷却水。

在上述内燃机10的暖机结束时，电子控制装置100与温度上升(图2的时刻t4)对应地使转子角度增大至将散热器冷却水管线打开的角度位置，对散热器冷却水管线的开口面积、即在散热器50中循环的冷却水的流量进行调节，从而将缸盖出口处的水温TW1维持在目标温度TT1附近，将缸体出口处的水温TW2维持在比缸盖11的目标温度TT1高的目标温度TT2。

即，电子控制装置100伴随着内燃机10的暖机的进行而使流量控制阀30的转子角度增大，在暖机结束后，通过对散热器冷却水管线的开口面积进行调节而对缸盖11及缸体12的温度进行调节。

另外，电子控制装置100与水温上升对应地对流量控制阀30的转子角度进行控制，并且与水温上升对应地增加电动式水泵40的排出流量，促进暖机并且抑制超过目标温度的过热的发生。

详细地说，在缸盖出口处的水温TW1达到表示缸盖11的暖机结束的温度为止的期间即从时刻t0至时刻t1的期间，将电动式水泵40的排出流量维持在最小流量附近，在时刻t1后使排出流量增加至比最小流量多的规定流量f1。

在将排出流量保持在所述规定流量f1的状态下，在缸体出口处的水温TW2在时刻t2达到设定温度时，与缸体冷却水管线的开口面积的增大相对应，电动式水泵40的排出流量逐渐增加。

而且，在动力传递系统冷却水管线开口的时刻t3，与冷却水向动力传递系统冷却水管线的供给开始对应地使电动式水泵40的排出流量增大，之后，使电动式水泵40的排出流量进行增减，从而使水温TW1、TW2维持在目标温度附近。

另外，电子控制装置100根据外气温度TA是处于低于阈值SL(例如阈值SL＝0℃)的低外气温状态还是处于高于阈值SL的高外气温状态(常温状态、标准温度状态)，切换电动式水泵40和流量控制阀30的控制。

另外，图2的控制特性表示高外气温状态下的特性。

图3的流程图表示由电子控制装置100实施的低外气温状态下的暖机后的电动式水泵40和流量控制阀30的控制的流程。

需要说明的是，图3的流程图所示的程序由电子控制装置100每隔规定时间中断执行。

在图3的流程图中，电子控制装置100在步骤S101中，对外气温度传感器83所检测的外气温度TA与用于判定低外气温状态的阈值SL进行比较。

然后，在外气温度TA超过阈值SL的高外气温状态的情况下，电子控制装置100进入步骤S116，实施适合高外气温状态的标准控制。步骤S116的标准控制例示在图2的时序图中。

另一方面，在外气温度TA为阈值SL以下的低外气温状态的情况下，电子控制装置100进入步骤S102，判断是否处于冷却水温达到目标温度(暖机结束判定温度)的内燃机10的暖机结束状态。

电子控制装置100在步骤S102中，判断冷却水温TW1、TW2是否达到目标温度TT1、TT2，由此检测内燃机10的暖机是否结束。即，电子控制装置100在步骤S102中，判断是否达到图2中的时刻t3的冷却水温状态。

在内燃机10的暖机未结束的情况下，电子控制装置100进入步骤S116，实施适合高外气温状态的标准控制。

另一方面，在低外气温状态下且内燃机10的暖机结束的情况下，电子控制装置100进入步骤S103。

在步骤S103中，电子控制装置100在实施使电动式水泵40的排出流量增大的控制时，进行标记F的上升判定。

上述标记F的初始值为零，如后所述，在使电动式水泵40的排出流量与高外气温状态相比增大时上升为“1”。

在暖机结束刚结束后的标记F为零的状态下，电子控制装置100进入步骤S104，将比在高外气温状态下在步骤S116中使用的目标温度即目标值TT1、TT2分别高规定温度ΔT(例如ΔT＝4℃)的目标温度TTL1、TTL2(TTL1＝TT1+ΔT、TTL2＝TT2+ΔT)设为低外气温状态下的目标温度。

也就是说，电子控制装置100在低外气温状态时，将暖机后的冷却水温度的目标值改变为比高外气温状态时高，由此使冷却水温比高外气温状态时高。

接着，电子控制装置100进入步骤S105，通过进行将流量控制阀30的转子角度保持在散热器冷却水管线在开始打开的角度位置附近的设定，将在散热器50中循环的冷却水的流量维持在最小量(最小量包括零)。

在高外气温状态下，增加向散热器冷却水管线的冷却水循环量来抑制冷却水温的上升，从而维持暖机结束时刻的冷却水温，但在低外气温状态下，如前所述，为了使冷却水温比暖机结束时高，将在散热器50中循环的冷却水的流量维持在最小量(最小量包括零)，等待冷却水温的上升。

即，电子控制装置100在低外气温状态时与高外气温状态相比使在散热器50中循环的冷却水的流量变少，使在绕过散热器50的旁通管线中循环的冷却水的流量增加。

在这里，使冷却水在散热器50中循环的散热器冷却水管线是第一冷却水管线，将散热器50旁通而使冷却水循环的管线包括第二冷却水管线、第三冷却水管线、第四冷却水管线、第八冷却水配管78。

在将散热器循环流量维持在最小量的状态下，电子控制装置100进入步骤S106，判断冷却水温TW1、TW2是否上升至目标温度TTL1、TTL2附近。

在这里，电子控制装置100能够判断是否是冷却水温TW1达到目标温度TTL1附近且冷却水温TW2达到目标温度TTL2，或者冷却水温TW1和冷却水温TW2中的至少一方是否达到目标温度TTL1、TTL2。另外，电子控制装置100设定低外气温状态下的平均目标水温TTAV，能够判断冷却水温TW1、TW2的平均值是否达到平均目标水温TTAV。

另外，在内燃机10的冷却水出口为一个部位且在该出口配置水温传感器的冷却装置的情况下，电子控制装置100在步骤S106中，能够判断冷却水出口温度是否达到低外气温状态下的目标温度。

而且，在冷却水温TW1、TW2未达到目标温度TTL1、TTL2附近的情况下，即冷却水温TW1、TW2比目标温度TTL1、TTL2低的期间，电子控制装置100使图3的流程图的中断处理结束，将散热器循环流量维持在最小量。

通过将散热器循环流量维持在最小量，由此使冷却水温TW1、TW2逐渐增加，在冷却水温TW1、TW2达到目标温度TTL1、TTL2附近时，电子控制装置100进入步骤S107。

在步骤S107中，电子控制装置100使标记F上升为1。

接着，电子控制装置100进入步骤S108，使电动式水泵40的排出流量比高外气温状态下的控制所决定的标准排出流量(换言之，高外气温状态下的排出流量)增大规定流量。

由此，在低外气温状态时，比高外气温状态时温度高的冷却水以比高外气温状态时多的流量供给至车辆制热用的暖气风箱91、变速器20的油加热器21等热交换器。

在将ρ设为流体密度(kg/L)、c设为流体的比热(kcal/(kg·℃))、V设为流体流量(L/min)、Tin设为流体的入口温度(℃)、Tout设为流体的出口温度(℃)时，暖气风箱91等热交换器的放热量Q(W)以下述式(1)表示。

Q＝ρcV(Tin-Tout)…式(1)

在低外气温状态时，与高外气温状态时相比，使冷却水温升高且使电动式水泵40的排出流量(换言之，冷却水的循环流量)增加，由此上述式(1)的流体入口温度Tin增加且流体流量V增加，放热量Q增加。

例如，在与外气温度无关地使放热量Q为恒定时，在低外气温状态时，与高外气温状态时相比，工作油等的温度下降，由此，变速器20的摩擦增加，内燃机10的燃油经济性下降。

与此相对，如果在低外气温状态时使放热量Q比高外气温状态时增加，则暖气风箱91、油加热器21等的加热用热交换器的加热性能增加，即使是低外气温状态，也能够使变速器20的工作油等的温度接近高外气温状态下的温度，能够充分地减小变速器20的摩擦等，从而改善低外气温状态下的燃油经济性。

另外，在低外气温状态下使放热量Q增加的情况下使冷却水温升高且使电动式水泵40的排出流量增加，则能够抑制内燃机10中的异常燃烧的发生并且能够使放热量Q更高，能够使工作油的温度变得更高且提高摩擦的减少效果。

例如，在低外气温状态时，如果将电动式水泵40的排出流量(L/min)维持成与高外气温状态大致相等，另一方面，使冷却水温(℃)比高外气温状态高，则放热量Q(W)增加。但是，为了与提高冷却水温且使电动式水泵40的排出流量增加的情况下使放热量Q(W)同等地增大，由式(1)可知需要使冷却水温更高。

另一方面，在内燃机10的冷却装置中，在冷却水温、换言之缸盖的温度变高时，容易发生爆震、早燃等异常燃烧，因此需要将冷却水温的上升限定在能够充分抑制异常燃烧的发生的上限温度以下。因此，将电动式水泵40的排出流量(L/min)维持为与高外气温状态大致相等，另一方面，使冷却水温(℃)比高外气温状态高的情况下的放热量Q在将冷却水温升高至上限温度时的值达到最大值MAX1。

因此，如果使冷却水温上升至上限温度附近且使电动式水泵40的排出流量增加，则能够将冷却水温度限制为能够抑制异常燃烧的发生的温度，并且与不改变电动式水泵40的排出流量的情况下的最大值MAX1相比能够使放热量Q变高，能够进一步提高工作油的温度，能够促进减小摩擦的效果。

即，在步骤S104中设定的低外气温状态下的目标温度TTL1、TTL2(目标温度的上升幅度ΔT)是能够充分抑制异常燃烧的发生的范围内的温度，增加电动式水泵40的排出流量(冷却水的循环流量)来实现在该温度设定下无法得到的更大的放热量Q。

在这里，由于外气温度越低、工作油等的温度越难上升，因此如图4的特性那样，外气温度越低，越增大电动式水泵40的排出流量(冷却水的循环流量)的增加量。

这样，如果是外气温度越低、使电动式水泵40的排出流量越多的结构，则能够抑制外气温度较高时无谓地使电动式水泵40的排出流量变多而使耗电变多的情况，并且，即使外气温度低，也能够抑制热交换器的加热性能下降。

另外，在使电动式水泵40的排出流量增大的情况下，除了能够使其阶段性地增加至目标之外，还能够使其逐渐接近至目标。

另外，在低外气温状态下，如果与高外气温状态下同样地对冷却水温和电动式水泵40的排出流量进行控制，则与高外气温状态时相比，内燃机10的润滑油的温度变低，由此，内燃机10的摩擦变大，燃油经济性下降。

与此相对，如前所述，如果在低外气温状态下提高冷却水温，则能够使润滑油的温度接近高外气温状态时的温度，使内燃机10的摩擦下降，能够改善低外气温状态下的燃油经济性。

需要说明的是，在暖机结束后使冷却水温向低外气温状态下的目标增加的过程中，电子控制装置100能够实施使电动式水泵40的排出流量增加的处理。但是，如果在冷却水温的上升过程中使电动式水泵40的排出流量增加，则存在冷却水温的上升速度变缓的情况，因此优选等到上升规定的温度后再使电动式水泵40的排出流量增加。

如以上所说明的那样，电子控制装置100实施步骤S101－步骤S108的各处理，由此在低外气温状态时内燃机10的暖机结束后，通过减少冷却水向散热器50的循环流量来使冷却水温从暖机结束时刻上升，在达到低外气温状态的目标温度时使电动式水泵40的排出流量增加，在冷却水温和冷却水循环流量两者实现热交换器的放热量的增加。

而且，如果电子控制装置100使电动式水泵40的排出流量增加则使标记F上升，因此从下一次的中断处理开始从步骤S103进入步骤S109，在步骤S109之后实施用于维持低外气温状态的目标温度的处理。

在步骤S109中，电子控制装置100判断冷却水温TW1、TW2是否低于比目标温度TTL1、TTL2低规定温度ΔTL的下限温度MINL1、MINL2，换言之，判断是否发生不能维持目标温度TTL1、TTL2而降低规定以上的温度的情况。

需要说明的是，电子控制装置100能够以与步骤S106相同的方式进行步骤S109中的冷却水温TW1、TW2与下限温度MINL1、MINL2的比较。

在冷却水温TW1、TW2低于下限温度MINL1、MINL2的情况下，电子控制装置100进入步骤S110，实施使电动式水泵40的排出流量降低的处理。

在步骤S110中，电子控制装置100能够使电动式水泵40的排出流量阶段性地下降至高外气温状态下的排出流量(标准排出流量)、使其阶段性地下降规定流量或使其逐渐下降。

如果使电动式水泵40的排出流量下降，则电子控制装置100进入步骤S111，判断冷却水温TW1、TW2是否上升至目标温度TTL1、TTL2附近。

然后，在冷却水温TW1、TW2恢复至目标温度TTL1、TTL2附近之前，电子控制装置100返回步骤S110，将电动式水泵40的排出流量维持在比低外气温状态下的目标流量低的状态。

使电动式水泵40的排出流量下降，由此冷却性能下降，如果冷却水温TW1、TW2上升至目标温度TTL1、TTL2附近，则电子控制装置100从步骤S111进入步骤S108，使电动式水泵40的排出流量恢复至比高外气温状态下的标准排出流量多规定流量的状态。

另一方面，如果电子控制装置100在步骤S109中检测到冷却水温TW1、TW2比下限温度MINL1、MINL2高，则进入步骤S112，判断冷却水温TW1、TW2是否超过比目标温度TTL1、TTL2高规定温度ΔTH的上限温度MAX1、MAX2。

需要说明的是，电子控制装置100能够以与步骤S106相同的方式进行步骤S112中的冷却水温TW1、TW2与上限温度MAX1、MAX2的比较。

然后，在冷却水温TW1、TW2低于上限温度MAX1、MAX2的情况下，即冷却水温TW1、TW2停留在包括目标温度TTL1、TTL2的规定温度范围内的情况下，电子控制装置100使本程序这样地结束，由此维持使电动式水泵40的排出流量比高外气温状态时增加、散热器50的冷却水循环流量比高外气温状态时减少的状态。

另一方面，在冷却水温TW1、TW2超过上限温度MAX1、MAX2的状态、即在冷却水温过剩地上升的状态下，电子控制装置100进入步骤S113，实施对流量控制阀30的转子角度进行控制而使散热器50的冷却水循环流量增加规定流量的处理。

在步骤S113中，电子控制装置100能够使散热器50的冷却水循环流量(流量控制阀30的转子角度)阶段性地切换为高外气温状态下的目标流量(控制角度)、使散热器50的冷却水循环流量阶段性地减少规定流量或使散热器50的冷却水循环流量逐渐减少。

如上所述，通过增加在散热器50中循环的冷却水的流量或相对地减少绕过散热器50而循环的冷却水的流量，能够使冷却装置的冷却性能增加，使冷却水温降低。

在使散热器50的冷却水循环流量增加后，电子控制装置100进入步骤S114，判定冷却水温TW1、TW2是否下降至目标温度TTL1、TTL2附近。

电子控制装置100在冷却水温TW1、TW2下降至目标温度TTL1、TTL2附近之前，返回步骤S113，保持使散热器50的冷却水循环流量增加的状态。

然后，增加散热器50的冷却水循环流量，其结果是，如果冷却水温TW1、TW2下降至目标温度TTL1、TTL2附近，则电子控制装置100进入步骤S115，使散热器50的冷却水循环流量恢复至比高外气温状态少的状态。

如上所述，在低外气温状态下的内燃机10的暖机结束后，如果将冷却水温TW1、TW2维持在低外气温状态下的目标温度TTL1、TTL2附近，则能够抑制冷却水温TW1、TW2过剩地下降而使暖气风箱91等的加热用热交换器的加热性能大幅下降，并且能够抑制冷却水温TW1、TW2过剩地变高而在内燃机10中发生异常燃烧。

图5的时序图表示在低外气温状态下电子控制装置100实施图3的流程图所示的程序时的冷却水温、流量控制阀30的转子角度、电动式水泵40的排出流量的变化的一个例子。

在图5的时序图中，在时刻t1，如果冷却水温达到暖机结束温度(高外气温状态下的目标温度)，之后，为使温度上升，电子控制装置100与高外气温状态相比较小地限制流量控制阀30的转子角度的增大变化，并且与高外气温状态相比减少在散热器50中循环的冷却水的流量。

通过该散热器循环量的抑制控制，如果在时刻t2冷却水温达到低外气温状态下的目标温度，则电子控制装置100使电动式水泵40的排出流量比高外气温状态时增加。

此后，在时刻t3，如果冷却水温低于比低外气温状态下的目标温度低的下限水温，则电子控制装置100减少电动式水泵40的排出流量而实现温度上升，在时刻t4，如果冷却水温返回低外气温状态下的目标温度，则增加电动式水泵40的排出流量。

另外，在时刻t5，如果冷却水温高于比低外气温状态下的目标温度高的上限水温，则电子控制装置100通过使流量控制阀30的转子角度变大，来增加在散热器50中循环的冷却水的流量，相对地减少绕过散热器50而循环的冷却水的流量，实现冷却水温的下降。

然后，在时刻t6，如果冷却水温返回低外气温状态下的目标温度，则电子控制装置100使流量控制阀30的转子角度变小而减少在散热器50中循环的冷却水的流量。

以上，参照优选的实施方式对本发明的内容具体地进行了说明，显然，本领域技术人员基于本发明基本的技术思想及教导能够得到各种变形方式。

例如，流量控制阀30不限于转子式，例如，能够使用由电气执行构件使阀体进行直线运动的构造的流量控制阀。

另外，可以采用仅在第四冷却水配管74(第三冷却水管线)配置暖气风箱91的结构，并且，除了暖气风箱91之外，可以采用在第四冷却水配管74(第三冷却水管线)配置排气再循环冷却器92、排气回流控制阀93、节流阀94中的一个或两个配置的结构。

另外，可以采用不设置将缸体侧冷却水通路62和缸盖侧冷却水通路61在内燃机10内连接的通路，而是在缸体12形成缸体侧冷却水通路62的入口，使第七冷却水配管77在中途分岔为两路，使一方与缸盖侧冷却水通路61连接，使另一方与缸体侧冷却水通路62的配管结构。

另外，可以采用将第一－第四冷却水管线中的第三冷却水管线(暖气风箱管线)和第四冷却水管线(动力传递装置管线、变速器管线、油加热器管线)的任一方省略的冷却装置。

另外，可以采用不在第二冷却水管线配置油冷却器16的结构。

另外，可以采用在第八冷却水配管78配置辅助的电动式水泵的结构，并且，可以采用与电动式的水泵40并行设置被内燃机10驱动的发动机驱动式水泵的结构。

另外，在由使冷却水在内燃机与散热器之间循环的主流路和从主流路分岔而从散热器旁通的旁通流路构成，并且具备对旁通流路的开口面积进行控制而对在旁通流路中流动的冷却水的流量进行控制的流量控制阀的冷却装置中，也能够应用本发明。

在这里，对于能够从上述实施方式把握的技术的思想如下所述。

作为一个形态，车辆用内燃机的冷却装置在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，提高冷却水温并且增加冷却水的循环流量。

在所述冷却装置的优选的形态中，冷却装置具备：散热器；旁通管线，其绕过所述散热器；流量控制阀，其对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行调节；电动式水泵，其使冷却水循环；控制部，其对所述流量控制阀和所述电动式水泵进行控制；所述控制部在所述低外气温状态时，与所述高外气温状态时相比增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量，并且增加所述电动式水泵的排出流量。

在另一优选的形态中，外气温度越低，所述控制部使所述电动式水泵的排出流量越大。

在又一优选的形态中，所述控制部在冷却水温达到比所述高外气温状态下的第一目标水温高的所述低外气温状态下的第二目标水温后，在冷却水温超过比所述第二目标水温高的上限水温时，减少在所述旁通管线中循环的冷却水的流量。

在又一优选的形态中，所述控制部从冷却水温达到比所述高外气温状态下的第一目标水温高的所述低外气温状态下的第二目标水温开始增加所述电动式水泵的排出流量。

在又一优选的形态中，所述控制部在使所述电动式水泵的排出流量增大后、冷却水温低于比所述第二目标水温低的下限水温时，使所述电动式水泵的排出流量降低。

在又一优选的形态中，在所述冷却水的循环路具备加热用热交换器。

在又一优选的形态中，具备经过所述内燃机的缸盖和所述散热器的第一冷却水管线、经过所述内燃机的缸体而绕过所述散热器的第二冷却水管线、经过所述缸盖和车辆制热用的暖气风箱而绕过所述散热器第三冷却水管线、以及经过所述缸盖和所述内燃机的动力传递装置而绕过所述散热器的第四冷却水管线，所述流量控制阀具有分别与所述第一冷却水管线、所述第二冷却水管线、所述第三冷却水管线及所述第四冷却水管线连接的入口端口以及与所述电动式水泵的吸入侧连接的出口端口，所述旁通管线从所述缸盖与所述散热器之间的所述第一冷却水管线分岔，绕过所述散热器而在所述流量控制阀的流出侧合流。

另外，作为车辆用内燃机的冷却装置的控制方法的一个形态，该车辆用内燃机具备使冷却水循环的电动式水泵、绕过散热器的旁通管线、对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行控制的流量控制阀，在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，利用所述流量控制阀增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量，使冷却水温比所述高外气温状态时高，在所述低外气温状态时，与所述高外气温状态时相比，增加所述电动式水泵的排出流量从而增加冷却水的循环流量。

附图标记说明

10…内燃机、11…缸盖、12…缸体、16…油冷却器、20…变速器(动力传递装置)、21…油加热器、30…流量控制阀、31－34…入口端口、35…出口端口、40…电动式水泵、50…散热器、61…缸盖侧冷却水通路、62…缸体侧冷却水通路、71…第一冷却水配管、72…第二冷却水配管、73…第三冷却水配管、74…第四冷却水配管、75…第五冷却水配管、76…第六冷却水配管、77…第七冷却水配管、78…第八冷却水配管、81…第一温度传感器、82…第二温度传感器、91…暖气风箱、92…排气再循环冷却器、93…排气回流控制阀、94…节流阀、100…电子控制装置。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，具备散热器、绕过所述散热器而使冷却水循环的旁通管线、对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行调节的流量控制阀、使冷却水循环的电动式水泵、对所述流量控制阀和所述电动式水泵进行控制的控制部，

所述控制部在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，利用所述流量控制阀增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量而使冷却水温比所述高外气温状态时高，并且与所述高外气温状态时相比，增加所述电动式水泵的排出流量而增加冷却水的循环流量，

所述控制部在所述低外气温状态时，在冷却水温达到比所述高外气温状态下的第一目标水温高的所述低外气温状态下的第二目标水温后，增加所述电动式水泵的排出流量。

2.如权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部在外气温度越低时越使所述电动式水泵的排出流量增大。

3.如权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部为在冷却水温达到所述第二目标水温后，在冷却水温超过比所述第二目标水温高的上限水温时，减少在所述旁通管线中循环的冷却水的流量。

4.如权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部在使所述电动式水泵的排出流量增大后冷却水温低于比所述第二目标水温低的下限水温时，使所述电动式水泵的排出流量降低。

5.如权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

在所述冷却水的循环路上具备加热用热交换器。

6.如权利要求1至5中任一项所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

具备：

经过所述内燃机的缸盖和所述散热器的第一冷却水管线；

经过所述内燃机的缸体而绕过所述散热器的第二冷却水管线；

经过所述缸盖和车辆制热用的暖气风箱而绕过所述散热器的第三冷却水管线；

经过所述缸盖和所述内燃机的动力传递装置而绕过所述散热器的第四冷却水管线；

所述流量控制阀具有分别与所述第一冷却水管线、所述第二冷却水管线、所述第三冷却水管线和所述第四冷却水管线连接的入口端口，以及与所述电动式水泵的吸入侧连接的出口端口，

所述旁通管线从所述缸盖与所述散热器之间的所述第一冷却水管线分岔，绕过所述散热器而在所述流量控制阀的流出侧合流。

7.一种车辆用内燃机的冷却装置的控制方法，所述车辆用内燃机的冷却装置具备使冷却水循环的电动式水泵、绕过散热器的旁通管线、对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行控制的流量控制阀，该车辆用内燃机的冷却装置的控制方法的特征在于，包括以下步骤：

在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，利用所述流量控制阀增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量，使冷却水温比所述高外气温状态时高的步骤；

在所述低外气温状态时，与所述高外气温状态时相比，增加所述电动式水泵的排出流量从而增加冷却水的循环流量的步骤；

在增加所述冷却水的循环流量的步骤中，在冷却水温达到比所述高外气温状态下的第一目标水温高的所述低外气温状态下的第二目标水温后，增加所述电动式水泵的排出流量。

Claims (9)

1.一种车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，提高冷却水温并且增加冷却水的循环流量。

2.如权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

具备散热器、绕过所述散热器而使冷却水循环的旁通管线、对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行调节的流量控制阀、使冷却水循环的电动式水泵、对所述流量控制阀和所述电动式水泵进行控制的控制部，

所述控制部在所述低外气温状态时，与所述高外气温状态时相比，增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量并且增加所述电动式水泵的排出流量。

3.如权利要求2所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部在外气温度越低时越使所述电动式水泵的排出流量增大。

4.如权利要求2所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部为在冷却水温达到比所述高外气温状态下的第一目标水温高的所述低外气温状态下的第二目标水温后，在冷却水温超过比所述第二目标水温高的上限水温时，减少在所述旁通管线中循环的冷却水的流量。

5.如权利要求2所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部在冷却水温达到比所述高外气温状态下的第一目标水温高的所述低外气温状态下的第二目标水温后，增加所述电动式水泵的排出流量。

6.如权利要求5所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述控制部在使所述电动式水泵的排出流量增大后冷却水温低于比所述第二目标水温低的下限水温时，使所述电动式水泵的排出流量降低。

7.如权利要求1所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

在所述冷却水的循环路上具备加热用热交换器。

8.如权利要求2至7中任一项所述的车辆用内燃机的冷却装置，其特征在于，

具备：

经过所述内燃机的缸盖和所述散热器的第一冷却水管线；

经过所述内燃机的缸体而绕过所述散热器的第二冷却水管线；

经过所述缸盖和车辆制热用的暖气风箱而绕过所述散热器的第三冷却水管线；

经过所述缸盖和所述内燃机的动力传递装置而绕过所述散热器的第四冷却水管线；

所述流量控制阀具有分别与所述第一冷却水管线、所述第二冷却水管线、所述第三冷却水管线和所述第四冷却水管线连接的入口端口，以及与所述电动式水泵的吸入侧连接的出口端口，

所述旁通管线从所述缸盖与所述散热器之间的所述第一冷却水管线分岔，绕过所述散热器而在所述流量控制阀的流出侧合流。

9.一种车辆用内燃机的冷却装置的控制方法，所述车辆用内燃机的冷却装置具备使冷却水循环的电动式水泵、绕过散热器的旁通管线、对在所述旁通管线中循环的冷却水的流量进行控制的流量控制阀，该车辆用内燃机的冷却装置的控制方法的特征在于，

在外气温度比阈值低的低外气温状态时，与外气温度比所述阈值高的高外气温状态时相比，利用所述流量控制阀增加在所述旁通管线中循环的冷却水的流量，使冷却水温比所述高外气温状态时高，

在所述低外气温状态时，与所述高外气温状态时相比，增加所述电动式水泵的排出流量从而增加冷却水的循环流量。