JP2003201844A - 電子制御サーモスタットの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用エンジンの負荷に応じて冷却水温度
制御を適切かつ効率よく行い、応答性や安定性の面でも
優れ、オーバシュートやハンチング等の発生を防ぎ、自
動車のより一層の燃費向上を可能とする。 【解決手段】 エンジンの冷却水温度を第１の設定温度
（高温）からこれよりも低い第２の設定温度（低温）、
あるいはこれとは逆に制御する場合に、温度ハンチング
を生じないように冷却水温度の検出を行うことなく、低
温または高温の設定温度で安定した時のラジエータ放熱
量を予測し、該予測値に応じて電子制御サーモスタット
を制御することにより冷却水温度制御を行う。この冷却
水温度制御中も、エンジン発熱補正、ウォータポンプ回
転数補正、ラジエータ出口側水温補正、バルブ非線形補
正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に使用さ
れる内燃機関（以下、エンジンと称す）の負荷に応じて
冷却水温度を可変設定するエンジンの冷却システムにお
いて、冷却水の温度制御を行うために用いられる電子制
御サーモスタットの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンにおいて、これを冷却
するためには、一般にはラジエータを用いた水冷式の冷
却装置が使用されている。そして、従来からこの種の冷
却装置においては、自動車の燃費向上を目的として、エ
ンジンに導入する冷却水の温度を制御できるように、ラ
ジエータ側に循環させる冷却水量を調節する制御バル
ブ、たとえばサーモスタットが使用されている。このよ
うなサーモスタットとしては、温度センサとして熱膨張
体を用いたもの、あるいは電気制御によるもの等が知ら
れている。

【０００３】このようなサーモスタットは、そのバルブ
部を冷却水通路の一部に介装し、冷却水温度が低い場合
に、該バルブ部を閉じて、冷却水をラジエータを経由せ
ずバイパス通路を介して循環させ、また冷却水温度が高
くなった場合は、該バルブ部を開いて冷却水がラジエー
タを通して循環させることにより、冷却水の温度を所要
の状態に制御することができるものである。

【０００４】ところで、エンジンが高負荷で運転されて
いるときには、冷却水温度を低くし、低負荷であるとき
には冷却水温度を高くすることにより、自動車の燃費向
上を図れることが一般に知られている。

【０００５】このような状況において、自動車の燃費向
上のための最適水温を提供するために、最近では電子制
御式のバルブ、すなわち電子制御サーモスタットが採用
されることが多くなっている。このような電子制御サー
モスタットは、そのバルブ部の開度を任意に制御するこ
と、およびラジエータに付設した冷却ファンを制御する
ことで、冷却水温度を制御しており、これにより冷却水
温度の適切な制御を行えるものである。

【０００６】これは、上述した電子制御サーモスタット
を可変制御する制御装置（エンジンコントロールモジュ
ール）を、エンジン制御ユニットでの種々のパラメー
タ、たとえば冷却水温度、外気温、車速、エンジン回転
数、スロットル開度等の検出情報をも加味して制御でき
るためである。

【０００７】このような冷却水温度の制御を所要の状態
で行うことにより、燃費向上を図るものとして、従来か
ら種々のものが多数提案されている。たとえば特開平１
０−２２７２１５号公報には、エンジンの水温制御装置
として、「水温センサによる検出温度が目標温度を超え
たか否かを判断し、越えた場合には、冷却水制御用のバ
ルブ部を検出温度に基づく開放率で開放し、また該開放
率が設定値よりも超えた場合には、冷却ファンのファン
モータを開放率に応じた回転数で回転させ、ラジエータ
の冷却水を強制的に冷却する」という技術が開示されて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の冷却水温度制御では、以下のような不具合があった。
すなわち、従来の冷却水温度制御では、応答性等の問題
から冷却水温度制御が不必要に行われ、冷却水温度を目
標温度にするためにオーバーシュートやアンダシュート
が生じ、該目標温度に至るまでに何度もバルブ作動を繰
り返すという無駄な水温変化を生じること（いわゆる温
度ハンチング）を避けられず、燃費悪化の原因となって
いる。

【０００９】また、サーモスタットのバルブ開弁時に冷
却水が多量に流れることによる温度ハンチング現象を生
じやすく、この温度ハンチング等の原因により冷却水温
度の追従性と安定性が悪いため、エンジンの高負荷時に
安定した出力が望めないという欠点がある。

【００１０】さらに、上述したようなオーバーシュート
があるため、安全マージンを考慮して高水温設定値を設
定しているので、許容範囲ギリギリまでの高水温制御が
行えないという不具合もある。また、エンジンの発熱、
ウォータポンプ回転数の変動によるラジエータでの流量
変化、ラジエータ出口側の水温変化による冷却水温度の
安定性、追従性が悪いため、より高水温での制御ができ
ないという問題もある。

【００１１】さらに、ラジエータ出口側の水温高温時に
おいて、低水温移行を決定した後に冷却ファンが作動す
るため、冷却ファンの作動タイミングが遅くなり、冷却
水の低水温化が遅れるという問題もある。また、従来の
制御では、冷却水温度をリニアあるいは理想に近づける
ためにラジエータ出口側での冷却水温度を検出する必要
がある。そのために、ラジエータ出口側に水温センサま
たは水温スイッチなどを設ける必要があり、コスト高と
なっている。

【００１２】また、上述した従来の冷却水温度制御によ
れば、テストでは設定水温に制御できていても、実車で
は、外気温、室内温度などといった種々の外的要因が影
響してしまい、制御性の悪化につながり、理想的な結果
が得られない等の不具合もある。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、運転状態においてエンジンの負荷に応じて
冷却水温度を、適切かつ効率よく行うことができ、応答
性や冷却水温度の安定性の面でも優れ、またオーバーシ
ュートやアンダシュート、温度ハンチング等を生じるお
それもなく、冷却水温度を高水温制御、あるいは低水温
制御することが適切に行え、さらに燃費向上をより一層
確実に、しかも運転状態のほぼ全域で達成することがで
きる電子制御サーモスタットの制御方法を得ることを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的に応える
ために本発明（請求項１記載の発明）に係る電子制御サ
ーモスタットの制御方法は、自動車用エンジンの負荷に
応じて冷却水温度を可変設定するエンジン冷却システム
における電子制御サーモスタットの制御方法であって、
前記エンジンの冷却水温度を第１の設定温度（高温、た
とえば１０５℃）からこれよりも低い第２の設定温度
（低温、たとえば８０℃）に制御する場合に、温度ハン
チングを生じないように冷却水温度の検出を行うことな
く、前記第２の設定温度で安定した時のラジエータ放熱
量を予測し、該予測値に応じて電子制御サーモスタット
を制御することにより冷却水温度制御を行うとともに、
この冷却水温度制御中も、エンジンの発熱量を算出して
該発熱量変動と放熱量とを連動させる補正（以下、エン
ジン発熱補正という）と、ウォータポンプの回転数から
流量を算出して該回転数変動による流量変動をキャンセ
ルさせる補正（以下、ウォータポンプ回転数補正とい
う）と、ラジエータ出口側の冷却水温度を算出して該出
口側冷却水温度の変動による放熱能力変動をキャンセル
させる補正（以下、ラジエータ出口側水温補正という）
と、サーモスタットのバルブ部の開度を流量から算出し
て非線形特性をキャンセルさせる補正（以下、バルブ非
線形補正という）とを行うことを特徴とする。

【００１５】本発明によれば、エンジンの高負荷運転時
においてノッキングやパワーダウンを防止するために冷
却水温度を低水温で制御するにあたって、従来問題であ
った温度ハンチング等をなくし、また冷却水温度の検出
値をフィードバックすることもなくすことにより、追従
性や安定性のよい冷却水温度の制御を行える。

【００１６】本発明（請求項２記載の発明）に係る電子
制御サーモスタットの制御方法は、自動車用エンジンの
負荷に応じて冷却水温度を可変設定するエンジン冷却シ
ステムにおける電子制御サーモスタットの制御方法であ
って、前記エンジンの冷却水温度を第２の設定温度から
これよりも高い第１の設定温度に制御する場合に、温度
ハンチングやオーバーシュートを生じないように冷却水
温度の検出を行うことなく、前記第１の設定温度で安定
した時のラジエータ放熱量を予測し、該予測値に応じて
電子制御サーモスタットを制御し、設定温度を超えない
ように該バルブ部を事前に開くことにより冷却水温度制
御を行うとともに、この冷却水温度制御中も、エンジン
発熱補正と、ウォータポンプ回転数補正と、ラジエータ
出口側水温補正と、バルブ非線形補正とを行うことを特
徴とする。

【００１７】本発明によれば、エンジンの低負荷運転時
においてオイルフリクション等を低減するために冷却水
温度を高温水で制御するにあたっても、従来問題であっ
た温度ハンチング等をなくし、また冷却水温度の検出値
をフィードバックすることもなくすことにより、可能な
限りの高温水を保つことができ、燃費向上を実現できる
とともに、省エネルギ効果を得られ、しかも追従性や安
定性のよい冷却水温度の制御を行える。

【００１８】本発明（請求項３記載の発明）に係る電子
制御サーモスタットの制御方法は、請求項１または請求
項２において、前記ラジエータ出口側の冷却水温度を検
出する際に、ラジエータ出口側冷却水温度予測制御を行
うことを特徴とする。このような構成によれば、ラジエ
ータ出口側の冷却水温度を検出するための水温センサ、
水温スイッチ等の検出手段を必要としない。

【００１９】本発明（請求項４記載の発明）に係る電子
制御サーモスタットの制御方法は、請求項１、請求項２
または請求項３において、前記ラジエータからの放熱量
を可変する冷却ファンを作動制御する場合に、冷却水温
度、ウォータポンプ回転数の検出を行うことなく、エン
ジンの負荷の量に応じて無条件に冷却ファンを最大回転
数で作動させるファン見込み制御を行うことを特徴とす
る。このような構成によれば、冷却ファンの作動時間を
必要最小限に短縮し、エンジン高負荷判定後に、即座に
水温低下を実現でき、出力低減、ノッキングを最小限に
防ぐことができる。

【００２０】本発明（請求項５記載の発明）に係る電子
制御サーモスタットの制御方法は、請求項１ないし請求
項４のいずれか１項において、エンジンの負荷を判断す
るにあたって、ポイント制の負荷判断手段を用いるとと
もに、該負荷判断手段による負荷ポイントを用いて水温
移行タイミングが制御されることを特徴とする。このよ
うな構成によれば、エンジン負荷の状況を適切に把握で
き、エンジンの負荷に応じて水温移行タイミングが制御
され、冷却水温度制御、すなわち高水温制御、低水温制
御の切換えを適切かつ確実に行え、不必要な水温変動が
無くなり、エンジン高負荷運転時等において安定した出
力を実現できるとともに、燃費向上を図ることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１ないし図１０は本発明に係る
電子制御サーモスタットの制御方法の一実施の形態を示
すものである。これらの図において、まず、電子制御サ
ーモスタットを含む自動車用エンジンの冷却システム全
体の概要を示す図１０に基づき、以下に説明する。

【００２２】図１０において、１は内燃機関としての自
動車用エンジンであり、このエンジン１内には、矢印
ａ，ｂ，ｃで示した冷却水通路が形成されている。２は
熱交換器、すなわちラジエータであり、このラジエータ
２には周知の通り冷却水通路２ｃが形成されており、ラ
ジエータ２の冷却水入口部２ａおよび冷却水出口部２ｂ
は、前記エンジン１との間で冷却水を循環させる冷却水
路３，４に接続されている。

【００２３】この冷却水路は、エンジン１の上部に設け
られた冷却水の出口部１ｄからラジエータ２の上部に設
けられた冷却水の入口部２ａまで連通する流出側冷却水
路３と、ラジエータ２の下部に設けられた冷却水の出口
部２ｂからエンジン１の下部に設けられた冷却水の入口
部１ｅまで連通する流入側冷却水路４とから構成されて
いる。さらに、これら冷却水路３，４間を短絡して接続
するバイパス水路５と、このバイパス水路５に並列なヒ
ータ通路６とが設けられ、これらのバイパス水路５とヒ
ータ通路６の冷却水路４の合流部に、水分配バルブとし
て機能する電子制御サーモスタットとしてのバルブユニ
ット１０が設けられている。

【００２４】このバルブユニット１０は、たとえばバタ
フライ式のバルブ等によって構成されており、電動モー
タ（図示せず）等による開閉動作によって、冷却水路
３，４を流れる冷却水の流量を調節できるように構成さ
れている。これらのエンジン１、ラジエータ２、冷却水
路３，４等によってエンジン冷却水の循環路が形成され
ている。なお、図中６ａはヒータ手段である。また、本
実施例では、図中７で示すようにスロットルボディへ流
す通路を、前記バイパス水路５と並列に設けているが、
その他、複数の通路が設けられていてもよい。

【００２５】また、前記エンジン１における冷却水の流
出部１ｄ近くの流出側冷却水路３（ここでは同等の箇所
であるバイパス通路５の一部）には、例えばサーミスタ
等の水温センサ１２が配置されている。この水温センサ
１２による検出値、すなわちエンジン出口側の水温に関
する情報は、制御装置（ＥＣＵ：エンジンコントロール
ユニット）１１に送られ、エンジン１の運転状態等に応
じて冷却水の流れを適宜制御できるように構成されてい
る。

【００２６】この制御装置１１は、前記ラジエータ２に
付設され冷却水を強制的に空冷するための冷却ファン９
のファンモータ９ａを制御するようになっている。ま
た、図中８はエンジン１の流入側冷却水路４の入口部１
ｅ付近に設けられたウォータポンプである。なお、詳細
な図示は省略したが、制御装置１１には、エンジン１や
ラジエータ２等を始めとする各部の動作状態を示す情報
も送られている。

【００２７】以上の構成において、本発明によれば、電
子制御サーモスタットによるバルブユニット１０を、運
転状態においてエンジン１の負荷に応じて冷却水温度を
所要の状態で適宜制御することにより、燃費向上をより
一層確実に、しかも運転状態のほぼ全域で達成すること
ができるように制御することを特徴としている。

【００２８】これを図１以下のフローチャートを用いて
以下に説明する。図１はエンジン冷却水の温度制御を行
うメインルーチンであり、ステップＳ１は初期設定で、
ここでは高負荷ポイントＰｋをクリア、昇温中フラグを
ＯＮに設定、オーバーシュートキャンセル制御（後述す
る）の動作フラグをＯＦＦに設定、瞬時水温追従制御
（後述する）の動作フラグをＯＦＦに設定、Ｍioc（デ
ータ時待避用のＭｉ）を初期値にする。Ｍｉは積分制御
量である。

【００２９】Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６では、それぞれ冷却水の
水温Ｔｗが５０℃、６０℃あるいは設定水温Ｔｓ＋５℃
であるかを確認し、そうであれば、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７に
進んで図８に示すサーモバルブ回転角θｓが０、θ１、
θ４（全開）であるとしてＳ２に戻る。ここで、Ｓ６で
は、上記の水温条件以外に、サーモバルブ回転角θｓが
θ３以上であるか否か、冷却ファンが最大回転であるか
否かを確認し、全て満足すればＳ７に進み、そうでなけ
ればＳ８に進んで、図２に示す高負荷ポイントＰｋ算出
処理を行う。

【００３０】すなわち、図２において、Ｓ４１では、エ
ンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度θｔｈを取り込み、
Ｓ４２において、該エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開
度θｔｈに基づく負荷ポイントマップから高負荷ポイン
トＰｋの算出を行う。ここで、この高負荷ポイントＰｋ
は、過去１０ポイントの合計値をもって決める。この高
負荷ポイントの算出は、冷却水温度制御をポイント制に
よる負荷検出手法で行い、負荷ポイントにより水温移行
タイミングが制御されて、高水温制御とするか、低水温
制御とするかの切り換えを行うためである。

【００３１】そして、図１のＳ９に戻り、設定水温Ｔｓ
が８０℃であるかを判定し、そうであれば、高負荷であ
ると判定してＳ１０に進み、上記のＰｋが１０ポイント
以下であるかを判断する。ここで、１０ポイント以下で
あれば、エンジン負荷が高負荷であってその負荷状態が
続行されていると判定して冷却水温度を低水温制御に切
換え制御する。Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３では、設定水温
Ｔｓ等のフラグをそれそれ低水温制御状態に設定してか
ら、Ｓ２に戻る。

【００３２】また、Ｓ１０で１０ポイント以上であると
判定されると、Ｓ１４に進み、瞬時水温追従動作フラグ
がＯＦＦであるかを判定する。

【００３３】Ｓ１４でフラグがＯＦＦであると判定され
るとＳ１５に進み、図３に示すＰＩ制御＋補正制御を行
う。そして、該制御を行ったら、Ｓ１６でバルブ回転角
制御を行ってから、Ｓ２に戻る。

【００３４】ここで、ＰＩ制御＋補正制御は、図３に示
すように、Ｓ５１からＳ６３までのステップを行う。す
なわち、水温等のデータを取り込むとともに、比例制御
量Ｍｐ、積分制御量Ｍｉ、ＰＩ制御量Ｍ等を算出し、Ｓ
５８でエンジン発熱補正を行う。このエンジン発熱補正
は、エンジン発熱量を把握し、冷やしたい熱量を制御量
Ｍ１とすることにより行う。

【００３５】Ｓ５９では同様にラジエータ予測水温Ｔｒ
ｄを算出してから、Ｓ６０でラジエータ出口側水温補正
を行い、ラジエータ出口側からエンジンに入り込む流量
を制限する。そして、Ｓ６１でウォータポンプ回転数補
正を行った後、Ｓ６２でバルブ非線形補正を行い、ポン
プやバルブによる流量制御を所要の状態に行えるように
準備する。そして、Ｓ６３でサーモバルブ回転角θｓを
算出してから、Ｓ１６に進む。

【００３６】上述したＳ１４でフラグがＯＮであると判
定されると、Ｓ１７に進み、温度勾配を確認してから、
Ｓ１８でフラグをＯＦＦにしてＳ１５に進む。

【００３７】上記のＳ５９でのラジエータ出口側予測水
温Ｔｒｄの算出は、図４に示すようにして行う。すなわ
ち、Ｓ７１でエンジン回転数Ｎｅとスロットル開度θｔ
ｈとを取り込み、Ｓ７２でエンジン発熱量Ｗｅの算出
を、エンジン発熱マップにより行う。そして、ラジエー
タ流量ＱｒｄをテーブルとＮｅ補正とで算出し、Ｓ７４
でラジエータ出口側予測水温Ｔｒｄを算出するとよい。

【００３８】一方、前述したＳ９において、設定水温Ｔ
ｓが８０℃でないと判定されると、Ｓ２０以降に進み、
高負荷ポイントＰｋが３０よりも大きいか否かを判定
し、大きいときには、高負荷であって高水温制御を行う
ものと判断してＳ２１に進み、設定水温Ｔｓを８０℃に
設定し、Ｓ２２で瞬時水温追従制御動作フラグをＯＮに
設定してから、Ｓ２３で前述した図４のラジエータ出口
側予測水温Ｔｒｄの算出を行い、Ｓ２４で積分制御量Ｍ
ｉを更新してから、Ｓ２に戻る。

【００３９】また、Ｓ２０でＰｋが３０以下であると判
断されると、Ｓ２５に進み、昇温中フラグがＯＦＦであ
るかを判断し、そうであればＳ２６において温度勾配が
１℃／秒以下であるか、もしくは水温Ｔｗが１０５℃以
上であるかを判断し、そうであればＳ２７でオーバーシ
ュートキャンセル制御動作フラグをＯＦＦに設定してか
ら、Ｓ２８で図３に示したＰＩ制御＋補正制御を行うと
ともにＳ２９でバルブ回転角制御を行い、Ｓ２に戻る。
Ｓ２６でそうでないと判断されたときには、Ｓ２７を迂
回してＳ２８、Ｓ２９に進む。

【００４０】Ｓ２５において、昇温中フラグがＯＦＦで
ないと判断されると、Ｓ３０に進み、開弁温度Ｔｏｃの
算出を行う。そのサブルーチンを図５に示しており、Ｓ
８１では、水温Ｔｗを取り込み、Ｓ８２で温度勾配を算
出してから、Ｓ８３でエンジン回転数Ｎｅの取り込み、
Ｓ８４で開弁温度Ｔｃｏの算出を行ってから、図１のＳ
３１に進む。

【００４１】このＳ３１では、水温Ｔｗを取り込み、Ｓ
３２でこれと開弁温度Ｔｃｏとの比較を行い、水温が高
ければ、Ｓ３３〜Ｓ３６に進み、オーバーシュートキャ
ンセル制御動作等を行うように設定してから、Ｓ２８、
Ｓ２９に進む。低ければ、Ｓ３３〜３６を迂回してＳ２
８に進む。

【００４２】冷却ファンのファン制御を、ＤＵＴＹ制御
で行う場合には、図６に示すサブルーチン「ファン制
御」（ＤＵＴＹ制御時）の手法を用い、オンオフで行う
場合には、図７に示すサブルーチン「ファン制御」（オ
ンオフ制御時）の手法を用いる。これを説明すると、図
６のＤＵＴＹ制御時には、Ｓ９１では負荷ポイントＰｋ
１が２未満であるかを判断し、そうであればＳ９２に進
み、サーモバルブ開度θｓが図８におけるθ３以上であ
るか否かを判断する。そして、θ３以上であれば、Ｓ９
３のファンＰＩ制御（必要に応じて車速、風による外乱
補正を加える。）を行う。そうでなれけばＳ９４に進
み、ファンを停止する。また、Ｓ９１において、Ｐｋ１
が２以上であれば、冷却ファンを最大回転数で駆動する
ように見込み動作を行う。

【００４３】また、図７のオンオフ制御時には、上述し
た図６におけるＳ９３に変えてＳ９６に示すように、フ
ァンオンオフ制御を、設定水温と設定水温＋５℃との間
でオンオフする。

【００４４】ここで、図８はサーモバルブ回転角に対す
るメイン通路、バイパス通路、ヒータ通路での流量の関
係を示すグラフであり、回転角がθ２以下であるときに
は速暖制御、θ３以上であるときにはＭＡＸ冷却制御を
行うとともに、θ２からθ３の間では、低水温制御また
は高水温制御を行うようになっている。

【００４５】また、図９は瞬時水温追従制御、オーバー
シュートキャンセル制御の作動制御タイミングによる水
温制御イメージを示すものであり、冷却水温度を高温か
ら低温に制御する場合には、瞬時水温追従制御が、逆に
低温から高温に冷却水温度を制御する場合には、オーバ
ーシュートキャンセル制御が行われ、それ以外のとき
は、ＰＩ制御（＋補正制御）が行われている。

【００４６】ここで、瞬時水温追従制御動作は、次のよ
うにして行う。すなわち、低水温切換えから、温度勾配
が−１℃／秒以下もしくは設定水温（８０℃）以下にな
るまで、水温フィードバックなしでバルブを作動させ
る。この時、バルブは、低温設定水温（８０℃）で安定
した時のラジエータ放熱量を予測し、これを維持するよ
うに動く。なお、この制御中も、エンジン発熱補正、ウ
ォータポンプ回転数補正、ラジエータ出口側水温補正、
バルブ非線形補正は有効に働き、外乱による制御性の悪
化を防ぐことができるようにしている。

【００４７】また、オーバーシュートキャンセル制御
は、次のように行われる。すなわち、高水温切換え後の
昇温時に動作する。バルブ開弁まではＰＩ制御によりバ
ルブは全閉となっている。そして、設定水温に至る前
（水温変化とバルブ作動とのタイムラグによって設定す
る時間で）にバルブを事前に開き、温度勾配が１℃／秒
以下もしくは設定温度に至るまで、水温フィードバック
を行わずにバルブを作動させる。このとき、バルブは、
高温設定水温（たとえば１０５℃）で安定したときのラ
ジエータ放熱量を予測し、これを維持するように働く。
勿論、この間も、エンジン発熱補正、ウォータポンプ回
転数補正、ラジエータ出口側水温補正、バルブ非線形補
正は有効に働き、外乱による制御性の悪化を防ぐように
している。

【００４８】上述したオーバーシュートキャンセル制御
の開弁タイミングは、以下のようにして定める。すなわ
ち、バルブ開弁から水温へフィードバックされるまでの
時間（タイムラグ）を予め見込んで、水温Ｔｗが目標水
温に至るよりこの時間だけ早くバルブを開くことで水温
のオーバーシュートを防ぐことが可能となるものであ
る。この時間はウォータポンプ回転数に反比例する。こ
れは、ポンプ回転数が大きくなると流速は早くなること
から明らかである。

【００４９】なお、本発明は上述した実施の形態で説明
した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変
形、変更し得ることはいうまでもない。たとえば上述し
た実施の形態で説明した電子制御サーモスタットは、目
標温度を任意に設定できる構造をもつものであり、具体
的には流量制御に有利なロータリーバルブとし、ステッ
プモータで駆動する構造をもつものを用いるとよい。し
かし、これに限らず、任意の温度制御が行える電子制御
サーモスタットであれば適用可能である。

【００５０】また、その他の構成部品や冷却水循環路の
構造、さらには各部で説明した数値などは図示や説明で
特定されるものに限定されるものではなく、種々の形態
のものを採用することは自由である。さらに、上述した
それぞれの制御での説明も、一例を例示したに過ぎず、
本発明の精神を逸脱しない範囲において、種々の形態を
採ることができる。

【００５１】その他、車両用の冷却装置においても有効
で、４輪や２輪等を問わず、さらに燃料電池車にも有効
である。

【００５２】図２において説明した負荷のポイント化手
法としては、エンジン回転数Ｎｅとインテーク負圧のＭ
ＡＰからの取り出し、また、エアフロ出力、インジェッ
クション噴射量に係数を掛けてそのままポイントに換算
する等、負荷算出ができる手法であれば、どのようなも
のでもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電子制
御サーモスタットの制御方法によれば、不必要な水温低
下を防ぐことによって、できるだけ高水温状態を保つこ
とができる。その結果、燃費をより一層向上させること
ができ、またバルブやファンモータの無駄な動きもなく
なるため、省エネルギ効果も達成できる。

【００５４】また、本発明によれば、冷却水温の追従
性、安定性が高く、エンジン高負荷時における安定した
出力を実現できる。さらに、オーバーシュートやアンダ
ーシュートさらには温度ハンチングをなくし、より一層
の高水温化による燃費向上、ヒータ性能の向上を図れ
る。

【００５５】また、本発明によれば、エンジンが高負荷
であるとの判定後において、瞬時に水温低下を実現で
き、出力低減、ノッキングを最小限に防ぐことができる
から、燃費向上を図ることができる。さらに、ラジエー
タ出口側に水温センサが不要であるから、コスト低減を
図れる。

【００５６】また、本発明によれば、テストと実車とで
違ってくるようなパラメータは極力使わず、影響を受け
にくいパラメータを使っているので、補正制御が従来に
比べて再現性に優れており、制御性の面で優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る電子制御サーモスタットの制御
方法の一実施の形態を示し、本制御方法による水温制御
の概要を示すフローチャートである。

【図２】 図１における高負荷ポイントＰｋ算出の処理
を行うサブルーチンを示すフローチャートである。

【図３】 図１におけるＰＩ制御＋補正制御の処理を行
うサブルーチンを示すフローチャートである。

【図４】 図１、図３におけるラジエータ出口側予測水
温Ｔｒｄ算出の処理を行うサブルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図５】 図１における開弁温度Ｔｃｏ算出の処理を行
うサブルーチンを示すフローチャートである。

【図６】 図１の水温制御を行う際に、ラジエータの冷
却ファンのファン制御をＤＵＴＹ制御で行う場合のサブ
ルーチンを示すフローチャートである。

【図７】 図１の水温制御を行う際に、ラジエータの冷
却ファンのファン制御をオンオフ制御で行う場合のサブ
ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】 図１の水温制御を行うにあたって、バルブ回
転角に対する各通路の流量の関係を示す図である。

【図９】 瞬時水温追従制御、オーバーシュートキャン
セル制御の作動制御タイミングによる水温制御イメージ
を示す図である。

【図１０】 本発明に係る電子制御サーモスタットの制
御方法を適用するエンジンの冷却水系の概要を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…内燃機関（エンジン）、２…熱交換器（ラジエー
タ）、３，４…冷却水路、５…バイパス通路、６…ヒー
タ通路、８…ウォータポンプ、９…冷却ファン、１０…
電子制御サーモスタットによるバルブユニット、１１…
制御装置、１２…水温センサ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の負荷に応じて冷却水温度を可
   変設定する内燃機関の冷却システムにおける電子制御サ
   ーモスタットの制御方法であって、 前記エンジンの冷却水温度を第１の設定温度からこれよ
   りも低い第２の設定温度に制御する場合に、温度ハンチ
   ングを生じないように冷却水温度の検出を行うことな
   く、前記第２の設定温度で安定した時のラジエータ放熱
   量を予測し、 該予測値に応じて電子制御サーモスタットを制御するこ
   とにより冷却水温度制御を行うとともに、 この冷却水温度制御中も、内燃機関の発熱量を算出して
   該発熱量変動とラジエータ放熱量とを連動させる補正
   と、ウォータポンプの回転数から流量を算出して該回転
   数変動による流量変動をキャンセルさせる補正と、ラジ
   エータ出口側の冷却水温度を算出して該出口側冷却水温
   度の変動による放熱能力変動をキャンセルさせる補正
   と、サーモスタットのバルブ部の開度を流量から算出し
   て非線形特性をキャンセルさせる補正とを行うことを特
   徴とする電子制御サーモスタットの制御方法。
2. 【請求項２】 内燃機関の負荷に応じて冷却水温度を可
   変設定するエンジン冷却システムにおける電子制御サー
   モスタットの制御方法であって、 前記内燃機関の冷却水温度を第２の設定温度からこれよ
   りも高い第１の設定温度に制御する場合に、温度ハンチ
   ングやオーバーシュートを生じないように冷却水温度の
   検出を行うことなく、前記第１の設定温度で安定した時
   のラジエータ放熱量を予測し、 該予測値に応じて電子制御サーモスタットを制御するこ
   とにより冷却水温度制御を行うとともに、 この冷却水温度制御中も、内燃機関の発熱量を算出して
   該発熱量変動と放熱量とを連動させる補正と、ウォータ
   ポンプの回転数から流量を算出して該回転数変動による
   流量変動をキャンセルさせる補正と、ラジエータ出口側
   の冷却水温度を算出して該出口側冷却水温度の変動によ
   る放熱能力変動をキャンセルさせる補正と、サーモスタ
   ットのバルブ部の開度を流量から算出して非線形特性を
   キャンセルさせる補正とを行うことを特徴とする電子制
   御サーモスタットの制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の電子制御
   サーモスタットの制御方法において、 前記ラジエータ出口側の冷却水温度を検出する際に、ラ
   ジエータ出口側冷却水温度予測制御を行うことを特徴と
   する電子制御サーモスタットの制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の電子制御サーモスタットの制御方法において、 前記ラジエータからの放熱量を可変する冷却ファンを作
   動制御する場合に、冷却水温度、ウォータポンプ回転数
   の検出を行うことなく、エンジンの負荷の量に応じて無
   条件に冷却ファンを最大回転数で作動させるファン見込
   み制御を行うことを特徴とする電子制御サーモスタット
   の制御方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか１項
   に記載の電子制御サーモスタットの制御方法において、 内燃機関の負荷を判断するにあたって、ポイント制の負
   荷判断手段を用いるとともに、 該負荷判断手段による負荷ポイントを用いて水温移行タ
   イミングが制御されることを特徴とする電子制御サーモ
   スタットの制御方法。