JP2003269167A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電気的に加熱可能なサーモスタットバルブを備
えて冷却媒体の循環量を電子制御するに際して、無駄な
電力消費を好適に低減する。 【解決手段】エンジン２内を循環した冷却水は冷却通路
１０及びバイパス通路２０、２２に流出する。冷却通路
１０には、ラジエータ１２が備えられており、これによ
り冷却水が冷却される。これら冷却通路１０及びバイパ
ス通路２０、２２は電子サーモスタット３０と連結され
ており、同電子サーモスタット３０から流出する冷却水
は入口通路４０を介してエンジン２に供給される。電子
サーモスタット３０は、冷却通路１０を介して入口通路
４０へ流出する冷却水とバイパス通路２０、２２を介し
て入口通路４０へ流出する冷却水との流量を制御する。
ラジエータ水温ＴＨＷ２が所定値を超えたときには、電
子サーモスタット３０の通電を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとラジエ
ータとの間で冷却媒体を循環させてエンジンを冷却する
エンジンの冷却装置に関し、特に電気的に加熱可能なサ
ーモスタットバルブを備えて上記冷却媒体の循環量を電
子制御するエンジンの冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンとラジエータとの間の冷却媒体
（冷却水）の循環量をサーモスタットバルブを用いて制
御するエンジンの冷却装置が周知である。このエンジン
の冷却装置においては、熱によって膨張可能な部材を用
いて構成されるサーモスタットバルブを備え、エンジン
の冷却水の温度（冷却水温）に応じて開閉態様が変化す
る該サーモスタットバルブの開閉動作を通じて、エンジ
ンとラジエータとの間の冷却水の循環量が制御される。

【０００３】また従来は、こうしたエンジンの冷却装置
として、例えば特許第２６６２１８７号公報に見られる
ように、上記サーモスタットバルブをヒータによって電
気的に加熱することで、冷却水温に応じた開弁量よりも
大きな開弁量となるようサーモスタットバルブを電子制
御する装置も提案されている。

【０００４】このような冷却装置では、上記冷却水温を
目標温度に制御すべく、水温センサにより検出される冷
却水温が上記目標温度を超えることに基づいて上記サー
モスタットバルブのヒータに対する通電を行うようにし
ている。これにより、サーモスタットバルブの開弁量が
増大され、ひいてはラジエータを通過する冷却水の流量
を増加して、目標温度を超えて上昇した冷却水温の速や
かな低下が図られるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記冷却装置の場合、
冷却水温が目標水温を超えたとき、サーモスタットバル
ブのヒータに通電を行うことで、目標温度を超えて上昇
した冷却水温を低下させることは確かにできる。しか
し、冷却水温が目標水温を超えることでヒータへの通電
を行ったとしても、エンジンの運転状態や周囲環境によ
っては、上記ヒータに対する通電を行わなかった場合と
比較してその冷却効果の点で優位とならないことがあ
る。そしてこのような場合には、ヒータへの無駄な通電
による電力消費が生じ、無駄な燃料消費が生じることと
なる。

【０００６】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、電気的に加熱可能なサーモス
タットバルブを備えて冷却媒体の循環量を電子制御する
に際して、無駄な電力消費を好適に低減することのでき
るエンジンの冷却装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１記載の発明は、エンジンを冷却する冷却媒体の温度
に応じて開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジ
エータとの間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサ
ーモスタットバルブと、該サーモスタットバルブを電気
的に加熱してその開弁量を更に強制制御することによっ
て前記冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制
御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、前記加
熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の温度が
所定値を超えているときに前記サーモスタットバルブに
対する加熱を禁止することをその要旨とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前
記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循
環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジン
の運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前
記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量
を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの
冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記ラジエー
タからの冷却媒体の温度が所定値を超えているときに前
記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することを
その要旨とする。

【０００９】ラジエータからの冷却媒体の温度が所定値
を超えているときには、通常、サーモスタットバルブが
機械的に開弁されていると考えられる。そして、サーモ
スタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわら
ずサーモスタットバルブを電気的に加熱すると、無駄な
消費電力が生じる。

【００１０】更に、ラジエータからの冷却媒体の温度が
所定値を超えているときには、たとえサーモスタットバ
ルブが機械的に開弁されていないとしても、同サーモス
タットバルブを電気的に加熱した場合はしなかった場合
と比較してその冷却効果の点で優位とならない。

【００１１】ここで、上記各構成では、ラジエータから
の冷却媒体の温度が所定値を超えているときにサーモス
タットバルブに対する加熱を禁止する。このため、サー
モスタットバルブが機械的に開弁されているにもかかわ
らずサーモスタットバルブを電気的に加熱することに起
因する無駄な電力消費等を好適に低減することができる
ようになる。

【００１２】請求項３記載の発明は、エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前
記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循
環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタ
ットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制
御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域
に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置
において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温
度との少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバ
ルブが機械的に開弁されているか否かを判断し、機械的
に開弁されていると判断されたときに前記サーモスタッ
トバルブに対する加熱を禁止することをその要旨とす
る。

【００１３】請求項４記載の発明は、エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前
記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循
環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジン
の運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前
記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量
を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの
冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジン
を冷却する冷却媒体の温度と前記ラジエータからの冷却
媒体の温度との少なくとも一方に基づいて前記サーモス
タットバルブが機械的に開弁されているか否かを判断
し、機械的に開弁されていると判断されたときに前記サ
ーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをその
要旨とする。

【００１４】サーモスタットバルブが機械的に開弁され
ているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に
加熱すると、無駄な消費電力が生じる。ところで、サー
モスタットバルブが機械的に開弁されているときには、
エンジンを冷却する冷却媒体の温度やラジエータからの
冷却媒体の温度が所定以上となっている。また、サーモ
スタットバルブが機械的に開弁されているときには、こ
れらエンジンを冷却する冷却媒体とラジエータからの冷
却媒体との温度差が所定以下ともなる。

【００１５】ここで、上記各構成では、エンジンを冷却
する冷却媒体の温度とラジエータからの冷却媒体の温度
との少なくとも一方に基づいてサーモスタットバルブが
機械的に開弁されているか否かを判断する。そして、機
械的に開弁されていると判断されたときにサーモスタッ
トバルブに対する加熱を禁止する。このため、上記各構
成によれば、サーモスタットバルブが機械的に開弁され
ているにもかかわらずサーモスタットバルブを電気的に
加熱することに起因する電力消費を好適に低減すること
ができるようになる。

【００１６】請求項５記載の発明は、エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前
記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循
環量を制御するサーモスタットバルブと、該サーモスタ
ットバルブを電気的に加熱してその開弁量を更に強制制
御することによって前記冷却媒体の温度を目標温度領域
に制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの冷却装置
において、前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の
温度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記
サーモスタットバルブに対する加熱を禁止することをそ
の要旨とする。

【００１７】請求項６記載の発明は、エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度に応じて開弁量が機械的に変化し、前
記エンジンとラジエータとの間を循環する冷却媒体の循
環量を制御するサーモスタットバルブと、前記エンジン
の運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて前
記サーモスタットバルブを電気的に加熱してその開弁量
を更に強制制御する加熱制御手段とを備えるエンジンの
冷却装置において、前記加熱制御手段は、前記エンジン
を冷却する冷却媒体の温度から前記ラジエータからの冷
却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに基づ
いて前記サーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ことをその要旨とする。

【００１８】エンジンを冷却する冷却媒体の温度からラ
ジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所定以下
であるときには、通常、サーモスタットバルブが機械的
に開弁されていると考えられる。そして、サーモスタッ
トバルブが機械的に開弁されているにもかかわらずサー
モスタットバルブを電気的に加熱すると、無駄な消費電
力が生じる。

【００１９】更に、エンジンを冷却する冷却媒体の温度
からラジエータからの冷却媒体の温度を減算した値が所
定以下であるときには、たとえサーモスタットバルブが
機械的に開弁されていないとしても、同サーモスタット
バルブを電気的に加熱した場合はしなかった場合と比較
してその冷却効果の点で優位とならない。

【００２０】ここで、上記各構成では、エンジンを冷却
する冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温
度を減算した値が所定以下であることに基づいて前記サ
ーモスタットバルブに対する加熱を禁止する。このた
め、サーモスタットバルブが機械的に開弁されているに
もかかわらずサーモスタットバルブを電気的に加熱する
ことに起因する無駄な電力消費等を好適に低減すること
ができるようになる。

【００２１】なお、ここで、所定以下には、負の値も、
換言すればラジエータからの冷却媒体の温度がエンジン
を冷却する冷却媒体の温度よりも高い場合も含まれるこ
ととする。

【００２２】また、請求項５又は６記載の発明は、エン
ジンを冷却する冷却媒体の温度からラジエータからの冷
却媒体の温度を減算した値が所定以下であることに加え
て、更に、エンジンを冷却する冷却媒体の温度が所定以
上であるときにサーモスタットバルブに対する加熱を禁
止するようにしてもよい。すなわち、エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度からラジエータからの冷却媒体の温度
を減算した値が第１の所定値以下であって、且つ、エン
ジンを冷却する冷却媒体の温度が第２の所定値以上であ
るときにサーモスタットバルブに対する加熱を禁止する
ようにしてもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
にかかるエンジンの冷却装置の第１の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００２４】図１に、本実施形態にかかるエンジンの冷
却装置の全体構成を示す。このエンジンの冷却装置は、
エンジン２のシリンダブロックやシリンダヘッドに形成
された冷却水配管に冷却水を流通させることで、エンジ
ン２の冷却等を行うものである。

【００２５】同図１に示すように、このエンジンの冷却
装置においては、エンジン２から流出される冷却水は、
出口通路４を介して冷却通路１０、バイパス通路（メイ
ンバイパス通路２０、サブバイパス通路２２）に流出す
る。ここで、冷却通路１０には、冷却水を冷却するラジ
エータ１２が設けられている。

【００２６】また、上記ラジエータ１２を介した冷却通
路１０内の冷却水とバイパス通路２０、２２内の冷却水
とは、電子制御式の電子サーモスタット３０に流入す
る。そして、この電子サーモスタット３０から流出する
冷却水は入口通路４０を介してエンジン２に供給され
る。上記入口通路４０には、冷却水を強制的に流動させ
るウォータポンプ４２が備えられている。このウォータ
ポンプ４２は、エンジン２の動力によって、すなわち、
エンジン２の出力軸を介して駆動される。

【００２７】ここで、電子サーモスタット３０は、ラジ
エータ１２を通過して流入する冷却通路１０内の冷却水
とバイパス通路２０内の冷却水とが上記入口通路４０へ
流出する流量を制御するものである。図２に、この電子
サーモスタット３０の構成を示す。

【００２８】この電子サーモスタット３０は、上記ラジ
エータ１２を通過して流入する冷却通路１０内の冷却水
と、メインバイパス通路２０を介して流入する冷却水と
が上記入口通路４０へ流出する流量を制御するワックス
式の制御弁（サーモスタットバルブ）を備えている。こ
の制御弁は、温度に応じて圧縮及び膨張するワックスを
利用することで、エンジン２の上記シリンダブロック等
を循環した冷却水の水温に応じてその弁体が機械的に開
閉するものである。更に、この電子サーモスタットは、
この制御弁のワックスを電気的に加熱することでその開
弁量を電子制御するものである。

【００２９】同図２に示すように、この電子サーモスタ
ット３０は、上記冷却通路１０と連結する第１入力ポー
ト３０ａ、上記メインバイパス通路２０と連結する第２
入力ポート３０ｂ、上記サブバイパス通路２２と連結す
る第３入力ポート３０ｃ、及び、上記入口通路４０と連
結する出力ポート３０ｄを備えている。そして、上記制
御弁の弁体として、第１入力ポート３０ａ及び出力ポー
ト３０ｄ間の流路面積を制御する弁体３１と、第２入力
ポート３０ｂ及び出力ポート３０ｄ間の流路面積を制御
する弁体３２を備えている。これら弁体３１及び弁体３
２は、弁軸３３に連結されており、これにより、弁体３
１及び弁体３２は一体的に動作する。

【００３０】また、上記制御弁は、上記ワックスの充填
された感温部３４を備えており、この感温部３４内のワ
ックスが膨張することで、上記弁軸３３を付勢するよう
になっている。すなわち、感温部３４内のワックスが膨
張すると、弁体３１が開弁方向に、また弁体３２が閉弁
方向に付勢される。換言すれば、感温部３４内のワック
スが膨張することで、冷却通路１０及び入口通路４０間
の流路面積が拡大され、またメインバイパス通路２０及
び入口通路４０間の流路面積が縮小される。そして、弁
体３１が全開となることで冷却通路１０及び入口通路４
０間の流路面積が最大となったときに、弁体３２が閉弁
してメインバイパス通路２０及び入口通路４０間の流路
面積が「０」となる。なお、上記弁体３１及び弁体３２
は、スプリング３５によって弁体３１の閉弁方向へ付勢
されている。

【００３１】上記感温部３４は、サブバイパス通路２２
から流入した冷却水の温度に応じて圧縮及び膨張するよ
うに配置されている。すなわち、サブバイパス通路２２
から流入した冷却水がウォータポンプ４２へと流出する
際に通過する流通通路に接して配置されている。これに
より、エンジン２を冷却する冷却水の温度が高いときに
は、感温部３４がサブバイパス通路２２からの冷却水に
よって温められるために、弁体３１が開弁し弁体３２が
閉弁する。一方、エンジン２を冷却する冷却水の温度が
低いときには、感温部３４がサブバイパス通路２２から
の冷却水によって冷やされるために、弁体３１が閉弁し
弁体３２が開弁する。

【００３２】この電子サーモスタット３０は、更に上記
感温部３４を電気的に加熱するＰＴＣ（Positive Tempe
rature Coefficient）ヒータ３６を備えている。そし
て、このＰＴＣヒータ３６への通電制御によって、サブ
バイパス通路２２からの冷却水の温度に応じた弁体３
１、３２の機械的な開閉制御とは別に、弁体３１、３２
の開閉を電子制御する。

【００３３】なお、本明細書においては、特に断りのな
い限り、冷却通路１０及び入口通路４０間の流路面積に
かかる弁体３１の開閉状態を電子サーモスタット３０の
開閉状態と定義する。

【００３４】更に、本実施形態にかかるエンジンの冷却
装置は、先の図１に示すように、上記エンジン２や、電
子サーモスタット３０を制御する電子制御装置５０を備
えている。この電子制御装置５０においては、各種セン
サの検出結果が取り込まれ、所定の演算が施された後、
制御信号が出力される。

【００３５】また、電子制御装置５０では、エンジン２
の運転状態に基づいて電子サーモスタット３０を制御す
る。詳しくは、本実施形態では、同図１に示すように、
エンジン２の出力軸の回転速度を検出する回転速度セン
サ６１とエンジン２に吸入される空気量を検出するエア
フローメータ６２とを備えている。そして、図３に示す
ように、エアフローメータ６２の検出値である吸入空気
量（エンジン負荷Ｑ）とエンジン２の出力軸の回転速度
ＮＥとに基づいて電子サーモスタット３０の通電制御を
行う。すなわち、本実施形態では、エンジン負荷Ｑ及び
エンジン回転速度ＮＥによって定まる所定の運転条件下
においては電子サーモスタット３０を機械的に制御し、
それ以外の運転条件下においては電子サーモスタット３
０への通電、より具体的にはＰＴＣヒータ３６への通電
を行うよう設定がなされている。

【００３６】これは、エンジン２のフリクションの低下
及び燃費の向上とエンジン２の動力性能の向上との両立
を図るべく行われる。すなわち、制御目標とする冷却水
の水温領域である目標温度領域を、上記所定の運転条件
下においては高めに設定することでエンジン２のフリク
ションを低減し、ひいては燃費の向上を図る。また、そ
れ以外の運転領域においては電子サーモスタット３０へ
の通電を行うことで上記目標温度領域を上記所定の条件
下におけるものよりも低めに設定し、エンジン２の動力
性能の向上を図る。ここで、通電を行う領域は、エンジ
ン２の負荷Ｑが所定値以上となる領域とする。そして、
この通電を行う所定値は、エンジン回転速度ＮＥによっ
て可変設定する。

【００３７】このように、電子サーモスタット３０の通
電を行うことで、図４に示すように電子サーモスタット
３０が開弁するエンジン冷却水温が低温側にシフトす
る。ちなみに、上記感温部３４内のワックスの膨張に基
づく電子サーモスタット３０の機械的な開弁は、この開
弁量が全開及び全閉の間の所定の開度領域Δθとなる冷
却水温領域が、上記エンジン２の所定の運転条件下にお
ける目標温度領域１となるように設定されている。そし
て、通電を行うことで、所定の開度領域Δθとなる冷却
水温領域が低温側に、すなわち、目標温度領域２にシフ
トする。

【００３８】なお、本実施形態では、更に、エンジン２
を冷却する冷却水温が所定以上となるとたとえ先の図３
に示した機械的制御領域であっても電子サーモスタット
３０に対する通電を行うことで、冷却水温のオーバーヒ
ートを回避する。具体的には、水温センサ７０を備えて
上記出口通路４内の冷却水温（エンジン水温ＴＨＷ１）
を検出し、このエンジン水温ＴＨＷ１に基づいて通電を
行う。

【００３９】ところで、先の図３に示した電子サーモス
タット３０の通電領域であっても、例えば電子サーモス
タット３０が機械的に開弁している場合などにおいて
は、同通電を行うと無駄な電力消費を生じることとな
る。そこで、本実施形態では、電子サーモスタット３０
が機械的に開弁しているか否かをラジエータ１２からの
水温に基づいて判断し、開弁していると判断されると電
子サーモスタット３０の通電を禁止することで、消費電
力の低減を図る。

【００４０】ちなみに、ラジエータ１２からの冷却水の
温度が所定値を超えているときには、電子サーモスタッ
ト３０が機械的に開弁しておりエンジン２とラジエータ
１２との間で熱交換がなされていると通常は考えられ
る。そこで本実施形態では、先の図１に示すように冷却
通路１０のうちラジエータ１２の下流側に水温センサ７
１を備え、この水温センサ７１によって検出されるラジ
エータ水温ＴＨＷ２が所定値を超えたときに電子サーモ
スタット３０の通電を禁止する。

【００４１】ここで、本実施形態の通電の禁止にかかる
処理手順について図５に基づいて更に説明する。図５
は、上記処理手順を示すフローチャートである。この処
理は、上記電子制御装置５０のメモリに格納されたプロ
グラムが中央処理装置によって実行されることで行われ
る。また、この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返
し実行される。

【００４２】この一連の処理においては、まず、ステッ
プ１００において、水温センサ７１によるラジエータ水
温ＴＨＷ２と、回転速度センサ６１によるエンジン回転
速度ＮＥと、エアフローメータ６２による吸入空気量
（エンジン負荷Ｑ）とを読み込む。そして、ステップ１
１０において、これら読み込まれたエンジン回転速度Ｎ
Ｅとエンジン負荷Ｑとに基づいて、通電条件が成立して
いるかを、換言すれば、先の図２に示す通電領域にある
かを判断する。そして、ステップ１１０において通電条
件が成立していないと判断されると、ステップ１４０に
移行する。このステップ１４０では、上記ＰＴＣヒータ
３６を非通電状態とする。

【００４３】一方、ステップ１１０において通電条件が
成立していると判断されると、ステップ１２０に移行す
る。このステップ１２０では、上記ステップ１００にて
読み込んだラジエータ水温ＴＨＷ２が所定値を超えてい
るか否かを判断する。

【００４４】この所定値は、電子サーモスタット３０が
機械的に略全開となるときの温度に対して上記入口通路
４０内の冷却水温に対する上記出口通路４内の冷却水温
の上昇度合いだけ低い値に設定される。すなわち、エン
ジン２に流入する冷却水が同エンジン２の燃焼によって
授熱することで上昇する温度（冷却損失）分だけ低く設
定される。ここで、冷却損失は、例えばエンジンに対し
て想定される運転条件や運転環境において取り得る値の
最大値に設定される。

【００４５】そして、ステップ１２０においてラジエー
タ水温ＴＨＷ２が所定値を超えていないと判断される
と、ステップ１３０において上記ＰＴＣヒータ３６を通
電する。これに対し、ステップ１２０においてラジエー
タ水温ＴＨＷ２が所定値を超えていると判断されると、
上記ステップ１４０に移行し上記ＰＴＣヒータ３６を非
通電とする。なお、これらステップ１３０、１４０の
後、このフローチャートに示す一連の処理を一旦終了す
る。

【００４６】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果が得られるようになる。 （１）ラジエータ１２からの水温ＴＨＷ２が所定値を超
えているときに電子サーモスタット３０に対する通電を
禁止することで、電力消費を好適に低減することができ
るようになる。

【００４７】（２）エンジン負荷Ｑが所定以上の運転条
件下では、同エンジン負荷Ｑが所定以下の運転条件下に
おけるよりもエンジン冷却水温の目標温度領域を低く設
定した。これにより、エンジン負荷Ｑが所定以上のとき
のエンジン２の動力性能を好適に高めることができると
ともに、エンジン負荷Ｑが所定以下の運転条件下におい
てはエンジン２のフリクションの低減や燃費の向上を図
ることができる。

【００４８】（第２の実施形態）以下、本発明にかかる
エンジンの冷却装置の第２の実施形態について、上記第
１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明
する。

【００４９】上記第１の実施形態では、ラジエータ１２
からの水温が所定値を超えているときに電子サーモスタ
ット３０が機械的に開弁していると判断して電子サーモ
スタット３０に対する通電を禁止した。これに対し、本
実施形態では、エンジン２を冷却する水温からラジエー
タ１２からの水温を減算した値が第１の所定値以下であ
って、且つエンジン２を冷却する水温が第２の所定値以
上であるときに電子サーモスタット３０が機械的に開弁
していると判断して電子サーモスタット３０に対する通
電を禁止する。以下、図６を用いてこれについて説明す
る。

【００５０】図６は、本実施形態の通電の禁止にかかる
処理手順を示すフローチャートである。この処理は、上
記電子制御装置５０のメモリに格納されたプログラムが
中央処理装置によって実行されることで行われる。ま
た、この処理は、例えば所定の処理周期で繰り返し実行
される。

【００５１】この一連の処理においては、まず、ステッ
プ２００において、水温センサ７０によるエンジン水温
ＴＨＷ１と、水温センサ７１によるラジエータ水温ＴＨ
Ｗ２と、回転速度センサ６１によるエンジン回転速度Ｎ
Ｅと、エアフローメータ６２による吸入空気量（エンジ
ン負荷Ｑ）とを読み込む。そして、ステップ２１０にお
いて、先の図５のステップ１１０同様、これら読み込ま
れたエンジン回転速度ＮＥとエンジン負荷Ｑとに基づい
て、通電条件が成立しているかを判断する。そして、ス
テップ２１０において通電条件が成立していないと判断
されると、ステップ２４０に移行する。このステップ２
４０では、先の図５のステップ１４０同様、上記ＰＴＣ
ヒータ３６を非通電状態とする。

【００５２】一方、ステップ２１０において通電条件が
成立していると判断されると、ステップ２２０に移行す
る。このステップ２２０では、上記エンジン水温ＴＨＷ
１からラジエータ水温ＴＨＷ２を減算した値が第１の所
定値以下であり、且つ、エンジン水温ＴＨＷ１が第２の
所定値以上であるか否かを判断する。

【００５３】ここで、第１の所定値は、エンジン２に流
入する冷却水の同エンジン２の燃焼による温度上昇（冷
却損失）値に設定する。ここで、冷却損失は、例えばエ
ンジンに対して想定される運転条件や運転環境において
取り得る値の最大値とする。また、第２の所定値は、電
子サーモスタット３０が機械的に略全開となるときの温
度値とする。

【００５４】すなわち、エンジン水温ＴＨＷ１が第２の
所定値以上であるときには電子サーモスタット３０を機
械的に略全開とすることができる。そして、このときエ
ンジン水温ＴＨＷ１からラジエータ水温ＴＨＷ２を減算
した値が第１の所定値以下である場合には、エンジン２
とラジエータ１２との間で冷却水が循環していると、換
言すれば、電子サーモスタット３０が機械的に開弁して
いると考えられる。したがって、このステップ２２０の
処理によれば、電子サーモスタット３０が機械的に開弁
しているか否かを的確に判断することができる。

【００５５】そして、ステップ２２０においてエンジン
水温ＴＨＷ１からラジエータ水温ＴＨＷ２を減算した値
が第１の所定値より大きいか、エンジン水温ＴＨＷ１が
第２の所定値より小さいと判断されると、ステップ２３
０において上記ＰＴＣヒータ３６を通電する。これに対
し、ステップ２２０においてエンジン水温ＴＨＷ１から
ラジエータ水温ＴＨＷ２を減算した値が第１の所定値以
下であり、且つ、エンジン水温ＴＨＷ１が第２の所定値
以上であると判断されると、上記ステップ２４０に移行
し上記ＰＴＣヒータ３６を非通電とする。なお、これら
ステップ２３０、２４０の後、このフローチャートに示
す一連の処理を一旦終了する。

【００５６】以上説明した本実施形態によれば、先の第
１の実施形態の上記（１）及び（２）に準じた効果を得
ることができる。なお、上記実施形態は以下のように変
更してもよい。

【００５７】・ラジエータからの冷却水温を検出する水
温センサ７１の配置箇所は、ラジエータ１２によって冷
却された(又は冷却されている)冷却水温を検出すること
のできる範囲で変更してよい。

【００５８】・エンジンを冷却する冷却水温を検出する
水温センサ７０の配置箇所は、エンジン２内のシリンダ
ブロックやシリンダヘッドを循環することで熱の供給さ
れた冷却水温（又は熱の供給されている冷却水温）を検
出することのできる範囲で変更してよい。また、この水
温センサ７０の配置箇所として、先の図１に示した入口
通路４０内の冷却水温等、エンジン２内のシリンダブロ
ックやシリンダヘッドを循環することで熱の供給された
冷却水とラジエータ１２からの冷却水との混合された冷
却水の温度を検出することのできる範囲としてもよい。

【００５９】ただし、本明細書において、それに応じて
サーモスタットの開弁量が変化する「エンジンを冷却す
る冷却媒体の温度」については、上記混合された冷却水
の温度を含まないこととする。 ・上記第１の実施形態における通電の禁止にかかる上記
所定値の設定態様については、上記第１の実施形態で例
示したものに限らない。電子サーモスタットを所定の開
度以上機械的に開弁させることのできる温度に対してエ
ンジンに流入する冷却水の同エンジンの燃焼による温度
上昇（冷却損失）分だけ低く設定するようにしてもよ
い。また、目標温度領域内の所定の温度に対してエンジ
ンに流入する冷却水の同エンジンの燃焼による温度上昇
（冷却損失）分だけ低く設定するようにしてもよい。こ
こで、「温度上昇分」は、上記実施形態と同様にして設
定すればよい。

【００６０】・上記第１の実施形態及びその変形例にお
ける所定値は、上記冷却損失がエンジンの運転状態や運
転環境に応じて変化することを反映させるために、エン
ジンの運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づい
て可変とするようにしてもよい。

【００６１】・上記第２の実施形態における通電の禁止
にかかる上記各所定値の設定態様については、上記第２
の実施形態で例示したものに限らない。例えば上記第１
の所定値は、エンジンに流入する冷却水の同エンジンの
燃焼による温度上昇（冷却損失）値以下の任意の値に設
定するようにしてもよい。ここで、「温度上昇分」は、
上記実施形態と同様にして設定すればよい。

【００６２】また、上記第２の所定値についても、電子
サーモスタットを所定以上機械的に開弁されることので
きる温度領域内の所定の温度値に設定すればよい。 ・上記第２の実施形態及びその変形例における第１の所
定値は、上記冷却損失がエンジンの運転状態や運転環境
に応じて変化することを反映させるために、エンジンの
運転状態及び運転環境の少なくとも一方に基づいて可変
とするようにしてもよい。

【００６３】・エンジンを冷却する冷却水温とラジエー
タからの冷却水温との差が略ゼロのときに通電を禁止す
るようにしてもよい。すなわち、このときには、通電を
行った場合、行わなかった場合と比較して冷却効果の点
で優位とならず通電を行うと無駄な電力を消費するた
め、通電を禁止することで無駄な消費電力の低減を図
る。

【００６４】・電子サーモスタットが機械的に開弁して
いるか否かの判断は、上記各実施形態及びそれらの変形
例にて例示したものに限らない。出口通路４における冷
却水温等、エンジンを冷却する温度が所定の温度以上と
なることなどから電子サーモスタットが機械的に開弁し
ていることを判断し、同判断に基づき加熱を禁止するよ
うにしてもよい。なお、この所定の温度としては、電子
サーモスタットが機械的に全開となる温度以上の所定の
温度に設定することが望ましい。

【００６５】・本発明の適用可能なエンジンの冷却装置
の行う目標温度領域への制御としては、上記各実施形態
に例示したものに限られない。例えば特許第２６６１８
７号公報のように、エンジンの運転状態や運転環境に応
じて目標温度が可変設定されるようなエンジンの冷却装
置に本発明を適用することもできる。すなわち、通電制
御を用いて、例えばエンジンの運転状態や運転環境に応
じて設定される目標温度毎にエンジンを冷却する冷却水
温がこの目標温度付近となるように、換言すれば、冷却
水温が目標温度領域内となるように制御するようにして
もよい。

【００６６】・エンジンの冷却装置としては、電子サー
モスタットの通電制御を、上記エンジン負荷及びエンジ
ン回転速度に基づいて行うものに限らない。エンジンの
運転状態やエンジンの運転環境に基づいて通電制御を行
うものであればよい。

【００６７】・電子サーモスタットにおいて、温度に応
じて圧縮及び膨張する部材は、ワックスに限らない。換
言すれば、機械的な制御弁（サーモスタットバルブ）と
しては、ワックス式に限らず、ベローズ式等でもよい。

【００６８】・電子サーモスタットは、メインバイパス
通路２０及びサブバイパス通路２２の２つのバイパス通
路から冷却水の供給される構成に限らない。 ・電子サーモスタットにおいて、温度に応じて圧縮及び
膨張する部材を加熱する加熱手段としては、上記ＰＴＣ
ヒータに限らない。

【００６９】・電子サーモスタットが機械的に開弁して
いるか否かの判断に基づき加熱を禁止する加熱制御手段
については、上記電子制御装置を備えるものに限らな
い。例えば、加熱及びその禁止にかかる制御に特化した
専用の装置と上記加熱手段とからなるものであってもよ
い。

【００７０】・上記各実施形態では、ガソリンエンジン
の冷却装置に本発明を適用したが、ディーゼルエンジン
の冷却装置に適用してもよい。この際、エンジンの負荷
を示すパラメータとして吸入空気量に代えてアクセルペ
ダルの踏み込み量等を用いる。

【００７１】・エンジンとラジエータとの間を循環する
冷却媒体としては、冷却水に限らず、エンジンを冷却す
ることのできる適宜の流体であればよい。なお、上記実
施形態及びその変形例から把握することのできる技術思
想としては、以下のものがある。

【００７２】（１）請求項１又は２記載のエンジンの冷
却装置において、前記所定値は、前記サーモスタットバ
ルブを所定の開度以上機械的に開弁させることのできる
温度に対して前記エンジンに流入する冷却媒体の温度の
同エンジンの燃焼による上昇分だけ低く設定されること
を特徴とするエンジンの冷却装置。

【００７３】（２）請求項１記載のエンジンの冷却装置
において、前記所定値は、前記目標温度領域内の所定の
温度に対して前記エンジンに流入する冷却媒体の温度の
同エンジンの燃焼による上昇分だけ低く設定されること
を特徴とするエンジンの冷却装置。

【００７４】（３）請求項３又は４記載のエンジンの冷
却装置において、前記サーモスタットバルブが機械的に
開弁されているとの判断は、前記エンジンを冷却する冷
却媒体の温度が所定の温度以上であるときになされるこ
とを特徴とするエンジンの冷却装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第１の実
施形態についてその全体構成を示すブロック図。

【図２】同実施形態における電子サーモスタットの構成
を示す断面図。

【図３】同実施形態における電子サーモスタットの制御
態様を示す図。

【図４】同実施形態における電子サーモスタットの制御
態様を示す図。

【図５】同実施形態における電子サーモスタットの制御
態様を示すフローチャート。

【図６】本発明にかかるエンジンの冷却装置の第２の実
施形態における電子サーモスタットの制御態様を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

２…エンジン、４…出口通路、１０…冷却通路、１２…
ラジエータ、２０…メインバイパス通路、２２…サブバ
イパス通路、３０…電子サーモスタット、３０ａ…第１
入力ポート、３０ｂ…第２入力ポート、３０ｃ…第３入
力ポート、３０ｄ…出力ポート、３１、３２…弁体、３
３…弁軸、３４…感温部、３５…スプリング、３６…Ｐ
ＴＣヒータ、４０…入口通路、４２…ウォータポンプ、
５０…電子制御装置、６１…回転速度センサ、６２…エ
アフローメータ、７０、７１…水温センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新保 善一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 吉川 重孝 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 吉田 雅澄 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA30 DA02 DA37 EA11 EC01 FA07 FA18 FA20 FA33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じ
   て開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータ
   との間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモス
   タットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加
   熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記
   冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段
   とを備えるエンジンの冷却装置において、 前記加熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の
   温度が所定値を超えているときに前記サーモスタットバ
   ルブに対する加熱を禁止することを特徴とするエンジン
   の冷却装置。
2. 【請求項２】エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じ
   て開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータ
   との間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモス
   タットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境
   の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブ
   を電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱
   制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、 前記加熱制御手段は、前記ラジエータからの冷却媒体の
   温度が所定値を超えているときに前記サーモスタットバ
   ルブに対する加熱を禁止することを特徴とするエンジン
   の冷却装置。
3. 【請求項３】エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じ
   て開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータ
   との間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモス
   タットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加
   熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記
   冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段
   とを備えるエンジンの冷却装置において、 前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体
   の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度との少な
   くとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブが機械
   的に開弁されているか否かを判断し、機械的に開弁され
   ていると判断されたときに前記サーモスタットバルブに
   対する加熱を禁止することを特徴とするエンジンの冷却
   装置。
4. 【請求項４】エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じ
   て開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータ
   との間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモス
   タットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境
   の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブ
   を電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱
   制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、 前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体
   の温度と前記ラジエータからの冷却媒体の温度との少な
   くとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブが機械
   的に開弁されているか否かを判断し、機械的に開弁され
   ていると判断されたときに前記サーモスタットバルブに
   対する加熱を禁止することを特徴とするエンジンの冷却
   装置。
5. 【請求項５】エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じ
   て開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータ
   との間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモス
   タットバルブと、該サーモスタットバルブを電気的に加
   熱してその開弁量を更に強制制御することによって前記
   冷却媒体の温度を目標温度領域に制御する加熱制御手段
   とを備えるエンジンの冷却装置において、 前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体
   の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の温度を減算
   した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタ
   ットバルブに対する加熱を禁止することを特徴とするエ
   ンジンの冷却装置。
6. 【請求項６】エンジンを冷却する冷却媒体の温度に応じ
   て開弁量が機械的に変化し、前記エンジンとラジエータ
   との間を循環する冷却媒体の循環量を制御するサーモス
   タットバルブと、前記エンジンの運転状態及び運転環境
   の少なくとも一方に基づいて前記サーモスタットバルブ
   を電気的に加熱してその開弁量を更に強制制御する加熱
   制御手段とを備えるエンジンの冷却装置において、 前記加熱制御手段は、前記エンジンを冷却する冷却媒体
   の温度から前記ラジエータからの冷却媒体の温度を減算
   した値が所定以下であることに基づいて前記サーモスタ
   ットバルブに対する加熱を禁止することを特徴とするエ
   ンジンの冷却装置。