JP2007218115A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖機時に冷却水を間欠的に流通させるようにした水冷式エンジンにおいて、このことによるサーモスタット１３の作動遅れを軽減して、エンジン水温の変動に起因する誤制御を防止するとともに、暖機を可及的に促進して燃費、エミッション等を改善する。
【解決手段】冷間始動後の所定期間は電動ポンプ９を停止させて、ウオータジャケット４，５における冷却水の流通を停止させ、その後は短パルス制御モードで運転して、冷却水を間欠的に流通させることで、放熱量を少なくしながら、冷却水全体を僅かに攪拌して、局所的な温度上昇を抑制する。冷却水温度の検出値ｔｈがサーモスタット１３の開弁開始温度ｔｈ１になれば、電動ポンプ９の運転を長パルス制御モードに切り替えて冷却水の流通量を増やし、ウオータジャケット４，５からサーモスタット１３周辺までの冷却水の温度差を減少させる。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、エンジンの状態に応じて冷却水の流通状態を変更するようにしたエンジン冷却装置に関する。

従来より一般に、水冷式エンジンの冷却装置においてはクランクシャフトにより機械的にウオータポンプを駆動して、冷却水をシリンダブロックやシリンダヘッドのウオータジャケット（エンジン本体内の冷却水通路）に流通させ、さらに、ラジエータとの間で循環させるようにしている。また、そのエンジン本体とラジエータとの間の冷却水の流路にはサーモスタットが配設されていて、エンジン始動後の冷機時にはラジエータとの間の冷却水の流れを遮断することにより、エンジン本体の暖機を促進するようになっている。

そのように機械式ポンプとサーモスタットとを組み合わせたものでは、エンジンの運転中はクランクシャフトの回転とともにウオータポンプが作動することから、例えば車両の場合は車室の暖房のヒータコア等との間で冷却水が循環してしまい、その分、エンジンの放熱量が多くなって、暖機が遅れることになり、冷機時の燃費やエミッションの悪化を十分に抑制できないという問題があった。

そこで、機械式ポンプやサーモスタットの代わりに電動式のウオータポンプを用いて、エンジンの運転状態に関係なく、ウオータジャケットにおける冷却水の流通状態を変更できるようにすることが提案されている（例えば特許文献１を参照）。この提案のものではエンジン本体とラジエータとの間に電動ポンプを配設し、エンジン冷機時にはそのポンプを作動させないことによって、ラジエータとの間の冷却水の循環を停止するとともに、ウオータジャケットにおける冷却水の流通自体も停止させるようにしている。

しかしながら、前記提案のようにエンジン冷機時にウオータジャケットの冷却水の流れを停止させるようにすると、その結果としてシリンダ周辺の一部において局所的に水温が上昇し、冷却水の部分沸騰によって異音が発生したり、或いは特定の部位の過度の温度上昇によって信頼性の低下を招いたりする虞れがある。

そして、そのような不具合の発生を防止しようとすれば、冷却水の温度があまり高くならないうちに電動ポンプを作動させて、冷却水を流通させるようにしなくてはならないから、電動ポンプを用いていても結局はエンジンの暖機を十分に促進できるものとはいえず、エンジン冷機時の燃費及びエミッションについて改善の余地が残るものであった。

この点について、本願の出願人は、エンジン冷機時に冷却水を間欠的に流通させることで、それを停止させたのと同じように暖機を促進しながら、シリンダ周辺の局所的な温度上昇を抑えるようにしたものを開発し、先に特許出願をしている（例えば特願２００５−０２４９５８号等）。

すなわち、例えば電動ポンプの間欠運転等により、ウオータジャケットの冷却水がその入口から出口に向かって連続的に移動するのではなく、極く短時間の移動と停止とを繰り返すようにすれば、ウオータジャケットの冷却水全体が揺れて僅かに攪拌されるようになり、これにより局所的な温度上昇を抑制できるとともに、そうして冷却水が移動する時間を短くすることで、その流通を停止させたのと同じように放熱量を少なくして、エンジンの暖機を十分に促進できるのである。
特開２００２−１６１７４８号公報

ところが、前記先願のもののように、エンジン冷機時に冷却水を間欠的に流通させるようにすると、ウオータジャケットからバイパス回路を介してサーモスタットに循環する冷却水が非常に少なくなることから、ウオータジャケットの冷却水温度がかなり高くなっても、サーモスタットは十分に開かないことになる。また、反対に、サーモスタットが開いてラジエータから低温の冷却水が流入し、ウオータジャケットの冷却水温度が低下しても、すぐにはサーモスタットが閉じないことにもなる。

すなわち、エンジン本体内のウオータジャケットにおける冷却水温度の変化に対して、サーモスタットの開閉作動が大きく遅れることから、暖機中にも拘わらずエンジン水温が大きく変動してしまい、これに応じて行われる空燃比や点火時期の制御に誤りが生じて、燃焼悪化を招くとともに、結果としてラジエータからの低温の冷却水の流入が多くなり、その分、暖機が遅れることになるので、燃費及びエミッションの改善効果が目減りし、さらに、車両の場合は車室の暖房性についても好ましくない影響が現れる。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの暖機を促進するために冷却水を間欠的に流通させるようにする場合に、サーモスタットの作動遅れを小さくして、エンジン水温の変動による誤制御を防止するとともに、さらに暖機を促進して、燃費、エミッション及び暖房性を従来より一層、改善することにある。

前記の目的を達成するために、本発明では、エンジン暖機中に冷却水を間欠的に流通させるとともに、その温度上昇に応じてサーモスタットが開き始める前に冷却水の流通量を増やして、エンジン本体内の冷却水通路からサーモスタット周辺までの冷却水の温度差を減らすようにした。

すなわち、請求項１の発明では、エンジン本体内の冷却水通路における冷却水の流通状態を変更可能な流通可変手段と、エンジン暖機中に前記冷却水通路において冷却水が間欠的に流通するように前記流通可変手段を作動させる一方、暖機後は冷却水が所定量以上、連続的に流通するように該流通可変手段を作動させる制御手段と、を備えたエンジン冷却装置を前提とする。

そして、前記冷却水通路とラジエータ内の通路とを連通する連通路に、冷却水の温度変化に応じて機械的に開閉するサーモスタットが配設されている場合に、前記制御手段は、エンジン暖機中に冷却水温度の上昇に応じて前記サーモスタットが開き始める前に、前記冷却水通路において冷却水が前記間欠的な流通状態と暖機後の連続的な流通状態との中間の流通状態になるように、前記流通可変手段を作動させるものとする。

前記の構成により、エンジンの暖機中には、まず、その本体部内の冷却水通路において冷却水が間欠的に流通するように、制御手段による流通可変手段の制御が行われる。ここで、間欠的に流通するというのは、冷却水が冷却水通路の入口から出口に向かって連続的に移動するのではなく、その冷却水通路において短時間の移動と停止とを繰り返すということであり、いわば、冷却水通路の冷却水全体が揺れて、僅かに攪拌される程度の微少な流通状態を意味する。

そのようにエンジン本体内の冷却水通路における冷却水を揺らして僅かに攪拌することにより、シリンダ周辺の局所的な温度上昇を抑制しながら、冷却水の移動を停止させたのと同じようにエンジンの放熱量を少なくして、その暖機を十分に促進することができる。

そうして冷却水温度が上昇して、これによりサーモスタットが開き始める前に、前記制御手段による流通可変手段の制御が変更されて、前記冷却水通路において冷却水が前記間欠的な流通状態と暖機後の連続的な流通状態との中間の流通状態になる。つまり、エンジン本体内の冷却水通路における冷却水の流通量が多くなり、そこからサーモスタットに循環する冷却水量が増えることで、該冷却水通路からサーモスタット周辺までの冷却水の温度差が減少する。

このことで、エンジン本体内の冷却水通路における冷却水温度の変化に対するサーモスタットの作動遅れが軽減され、これにより暖機中のエンジン水温の変動が小さくなって、空燃比や点火時期の誤制御の防止が図られるとともに、ラジエータから低温の冷却水が過度に多く流入することがなくなるため、このことによる暖機の遅れをなくして、燃費、エミッション及び暖房性を従来より一層、改善することができる。

好ましいのは、エンジン本体内の冷却水通路に臨ませて水温センサを配設するとともに、前記制御手段を、前記水温センサからの信号を受けて、冷却水温度の検出値がサーモスタットの開弁開始温度である第１温度以上になったとき、冷却水が中間流通状態になるように流通可変手段を作動させるものとすることである（請求項２の発明）。

すなわち、冷却水が間欠的に流通するときには、エンジン本体内の冷却水通路における冷却水温度はサーモスタット周辺よりも高いので、その冷却水通路における冷却水温度がサーモスタットの開弁開始温度（第１温度）になったときに、中間流通状態に切り替えて冷却水の温度差を減らすようにすれば、サーモスタットの開弁を早めて、エンジン本体内の冷却水温の過度の上昇を防止することができる。

そして、その結果として、冷却水温度の検出値が第１温度未満にまで低下すれば、制御手段により、再び冷却水が間欠的な流通状態になるように流通可変手段を作動させればよい（請求項３の発明）。すなわち、一旦、冷却水の流通量を増量して、冷却水通路からサーモスタット周辺までの冷却水の温度差を減らした後は、再び流通量を極小化することで、エンジンの暖機を十分に促進することができる。

そうして冷却水温度の検出値が第１温度を挟んで高温側及び低温側に所定回数以上、変化した後は、それが第１温度を超えても、冷却水が間欠的な流通状態のままになるように、制御手段により流通可変手段を作動させるのがよい（請求項４の発明）。すなわち、冷却水通路の容量等によって決まる所定回数、冷却水の増量制御を行った後は、冷却水通路からサーモスタット周辺までの冷却水の温度差は概ねなくなり、且つ、暖機完了が近いと考えられるので、その後は水温センサによる検出値が第１温度を超えても中間流通状態にはせずに、完了までエンジン暖機を十分に促進するのである。

そして、そうしてエンジンの暖機が完了し、水温センサによる冷却水温度の検出値がサーモスタットの全開温度である第２温度に到達すれば、その後は、冷却水が所定量以上の連続的な流通状態となるように、制御手段により流通可変手段を作動させるようにすればよい（請求項５の発明）。

一方、エンジンの冷間始動直後で水温センサによる冷却水温度の検出値が第１温度未満のとき、所定期間はエンジン本体内の冷却水通路において冷却水の流通が停止するように、制御手段により流通可変手段を制御するのがよい（請求項６の発明）。すなわち、例えば冷間始動直後の所定時間は、エンジン本体内の冷却水通路における冷却水の流通が停止するようにし、その後は冷却水が間欠的に流通するように、流通可変手段を作動させればよい。

こうすれば、冷却水温が低くて局所的な過度の温度上昇が起き得ない状況下で、冷却水の流通を停止させることにより、エンジンの放熱を極小化でき、これにより暖機を最大限に促進できる。

ここで、前記水温センサは、シリンダブロックの排気側のウオータジャケットにおいてシリンダ列方向の端部に位置するシリンダ以外のいずれか１つのシリンダに対応付けて配設するのが好ましい（請求項７の発明）。すなわち、上述した間欠流通状態のように冷却水の流通が非常に少ないときには、一般に、エンジン本体部におけるシリンダブロックの吸気側ウオータジャケットが低温になる一方、シリンダヘッドの排気側ウオータジャケットが高温になり、シリンダブロックの排気側ウオータジャケットが平均的な温度状態になる。

また、多気筒エンジンの場合は一般的にシリンダ列方向に冷却水が流れるので、冷却水が連続的に流通するときには、シリンダ列方向の中央寄りの部位の冷却水温度が両端部に比べて安定する。したがって、シリンダブロックの排気側ウオータジャケットにおいてシリンダ列方向の中央寄りの部位に配設した水温センサにより、エンジン本体部内の平均的な冷却水温度を検出することができ、部位による温度差が大きくても、そのセンサによる検出値の変動が小さくなって、空燃比や点火時期の誤制御の防止が図られる。

より好ましいのは、前記水温センサの先端が臨むウオータジャケットの壁面に、当該ウオータジャケットの断面積を拡大するように凹部を形成することである（請求項８の発明）。こうすれば、水温センサの先端付近で対流による冷却水の移動が起こりやすくなるので、シリンダ周辺の局所的な水温上昇の影響を軽減して、平均的な冷却水温度を検出することができる。

また、前記流通可変手段としては、例えば、冷却水を流通させるための電動ポンプを備えるものとすればよく、この場合に前記制御手段は、冷却水を間欠的に流通させるときに前記電動ポンプをその作動時間が非作動時間よりも短くなるように間欠作動させるものとするのが好ましい（請求項９の発明）。こうすれば、エンジンの運転状態に関係なく制御できるという電動ポンプの特長を生かして、流通可変手段を簡単に構成できる。

さらに、その場合に前記制御手段を、電動ポンプに供給する電力量をデューティ制御可能なものとすれば、電動ポンプの作動状態をきめ細かく且つ高精度に制御することができるので、シリンダ周辺等での局所的な温度上昇をより確実に抑制しながら、エンジンの放熱量を極小化することが可能になる。

以上のように、本願発明に係るエンジンの冷却装置によると、例えば冷間始動後のエンジン冷機時に、その本体部内の冷却水通路において冷却水を微少量、間欠的に流通させることにより、冷却水の流通を停止した場合と同様にエンジンの放熱量を少なくしながら、シリンダ周辺等での局所的な温度上昇を抑制することができ、これによりエンジンの暖機を促進して、燃費及びエミッションを改善できる。

そして、冷却水温度の上昇に応じてサーモスタットが開き始める前に、冷却水の流通状態を前記微少量の間欠的な流通状態から、これよりも流通量の多い中間流通状態に変更することで、エンジン本体内の冷却水通路からサーモスタット周辺までの冷却水の温度差を減らして、サーモスタットの作動遅れを小さくすることができ、これによりエンジン水温の変動を抑えて、空燃比や点火時期の制御性を向上できるとともに、さらに暖機を促進することができる。

その際、まず、水温センサによる冷却水温度の検出値がサーモスタットの開弁開始温度（第１温度）以上になったときに、冷却水を中間流通状態に変更することで（請求項２の発明）、サーモスタットの開弁を早めて、エンジン本体内の冷却水温の過度の上昇を防止することができる。

そして、その結果として冷却水温度の検出値が第１温度未満に低下すれば、再び冷却水を間欠的な流通状態にすることで（請求項３の発明）、エンジンの暖機を十分に促進することができる。

また、そうして冷却水温度の検出値が第１温度を挟んで高温側及び低温側に所定回数以上、変化した後は、それが第１温度を超えても、冷却水を間欠的な流通状態のままにすることで（請求項４の発明）、完了までのエンジン暖機を十分に促進できる。

また、エンジン始動後の所定期間は冷却水の流通を停止させるようにすることで（請求項５の発明）、エンジンからの放熱を極小化して、暖機を可及的に促進できる。

さらに、前記水温センサは、シリンダブロックの排気側のウオータジャケットにおいてシリンダ列方向の端部に位置するシリンダ以外のいずれか１つのシリンダに対応付けて配設すれば、（請求項７の発明）、前記間欠流通状態のように冷却水の流通が非常に少ないときでも、ウオータジャケットの平均的な温度状態を検出することができる。

また、前記水温センサの先端が臨むウオータジャケットの壁面に、当該ウオータジャケットの断面積を拡大するように凹部を形成すれば（請求項８の発明）、水温センサの先端付近で対流による冷却水の移動が起こりやすくなるので、シリンダ周辺の局所的な水温上昇の影響を軽減して、平均的な冷却水温度を検出することができる。

また、前記流通可変手段として電動ポンプを利用すれば（請求項９の発明）、エンジンの運転状態に関係なく制御できるという電動ポンプの特長を生かして、流通可変手段を簡単に構成できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るエンジン冷却装置Ａの構成を模式的に示す。この冷却装置Ａは、エンジンの本体部１を構成するシリンダブロック２及びシリンダヘッド３にそれぞれ形成された冷却水通路としてのウオータジャケット４，５と、外気によって冷却水を冷やすために車両の前部等に配設されたラジエータ６と、このラジエータ６及び前記エンジン本体部１の間で冷却水を循環させるための流路を構成するアッパ及びロワホース７，８と、前記シリンダブロック２のウオータジャケット４に冷却水を送給する電動ウオータポンプ（以下、単に電動ポンプという）９と、を備えている。

前記シリンダブロック２のウオータジャケット４は、図の例では４つのシリンダｓ１〜ｓ４の外周を囲むようにして当該シリンダブロック２の長手方向（シリンダ列方向であり、以下、エンジン前後方向ともいう）全体に亘って形成され、その前端部の吸気側（図の下側）に開口する導入路４ａを介して電動ポンプ９の吐出側に連通している。また、その導入路４ａの開口の近傍には、冷却水を電動ポンプ９の吸入側に戻すためのバイパス通路１０が開口し、さらにその開口に隣接して、１番シリンダｓ１からシリンダブロック２の側壁部まで仕切壁４ｂが形成されている。

そのため、前記電動ポンプ９から吐出されて、導入路４ａからウオータジャケット４の前端部に流入した冷却水は、前記バイパス通路１０が閉じられていれば、図に矢印で示すようにウオータジャケット４の排気側（図の上側）をエンジン後方に向かって流れ、後端部で折り返した後に今度は吸気側をエンジン前方に向かって流れるようになる。一方、前記バイパス通路１０が開かれていれば、冷却水は主にそのバイパス通路１０に流れて、電動ポンプ９の吸入側に戻される。

また、前記シリンダブロック２のウオータジャケット４は、当該シリンダブロック２のトップデッキに形成された複数の孔部と、シリンダヘッド３のボトムデッキに形成された複数の孔部とを介して、該シリンダヘッド３のウオータジャケット５にも連通しており、これにより、前記のようにシリンダブロック２のウオータジャケット４を流れる冷却水は、図に矢印で示すように順次、シリンダヘッド３のウオータジャケット５に流通するようになっている。

前記シリンダヘッド３のウオータジャケット５は、各シリンダｓ１〜ｓ４の吸排気ポートやプラグホール（図示せず）の外周を包み込むようにして当該シリンダヘッド３の長手方向全体に亘って形成され、その後端部に開口する導出路５ａを介してアッパホース７内の流路に連通している。また、その導出路５ａには、車両の空調装置のヒータコア１１との間で冷却水を循環させるヒータホース１２内の流路も連通している。これにより、シリンダヘッド３のウオータジャケット５を流通した比較的高温の冷却水は、前記導出路５ａからアッパホース７及びヒータホース１２内の流路に流出するようになる。

そして、前記アッパホース７の下流端部はラジエータ６のアッパタンクに接続されており、前記のようにアッパホース７内を流通した比較的高温の冷却水は、ラジエータ６において外気と熱交換して冷却された後に、当該ラジエータ６のロワタンクに接続されているロワホース８内の流路に流出し、このロワホース８内を流通して電動ポンプ９の吸入側に戻される。同様に、前記ヒータホース１２内を流通する比較的高温の冷却水は、ヒータコア１１において空調用空気と熱交換した後に、電動ポンプ９の吸入側に戻される。

より詳しくは、この実施形態では、前記電動ポンプ９の吸入側に隣接して、シリンダブロック２の側壁にサーモスタット１３のハウジング１３ａが設けられていて、このハウジング１３ａに前記ロワホース８及びヒータホース１２の各下流端部がそれぞれ接続されている。そして、ロワホース８内の流路がサーモスタット１３の弁体１３ｂを介して、電動ポンプ９の吸入口に開閉可能に連通される一方、ヒータホース１２内の流路は、サーモスタット１３の弁体１３ｂを介さず、それを収容するハウジング１３ａ内の空間（弁室）によって直接、電動ポンプ９の吸入口に連通されている。

また、前記サーモスタット１３の弁室に臨んで前記バイパス通路１０が開口しており、このバイパス通路１０が前記弁室を介して電動ポンプ９の吸込口に連通されているとともに、この実施形態では、当該サーモスタット１３の弁体１３ｂと連動して、前記バイパス通路１０からサーモスタット１３の弁室への冷却水の流入量を調整する絞り弁１５（以下、バイパス流量調整弁という）が設けられており、これにより、サーモスタット１３の開閉と連動して、バイパス通路１０が開閉されるようになっている。

すなわち、前記バイパス流量調整弁１５は、図示の如くサーモスタット１３が全閉のときにはバイパス通路１０を全開とする一方、サーモスタット１３が開き始めてその弁体１３ｂが図の下側に移動すると、これとともにバイパス流量調整弁１５も下側に移動して、バイパス通路１０からの冷却水の流れを絞り、サーモスタット１３が全開になれば、バイパス通路１０を全閉とするようになっている。

前記電動ポンプ９は、例えばインペラの回転によって冷却水を送り出す従来周知の遠心式のものであり、そのインペラのシャフトに接続された電動モータの作動が、制御手段としてのエンジンコントロールユニット２０（以下、ＥＣＵという）によって制御されるようになっている。言い換えると、電動ポンプ９は、ＥＣＵ２０によりその作動状態を制御され、エンジン本体部１内のウオータジャケット４，５における冷却水の流通状態を変更可能な流通可変手段を構成している。

前記ＥＣＵ２０は、周知の如くＣＰＵやメモリ、Ｉ／Ｏインターフェース回路、ドライバ回路等を備えて、エンジンの運転制御のために各シリンダｓ１〜ｓ４毎の燃料噴射制御や点火時期制御を行うものであるが、これに加えて、この実施形態では、主にエンジンの温度及び負荷状態、或いは回転数等に応じて、電動ポンプ９の作動を制御するようになっている。

すなわち、この実施形態では、ＥＣＵ２０は、少なくとも、エンジンの負荷状態を検出するためのセンサ１６（例えば車両のアクセル開度センサやエアフローセンサ等であり、以下、負荷状態センサと呼ぶ）からの信号と、エンジン回転数センサ１７からの信号と、シリンダブロック２の排気側のウオータジャケット４に臨んで配設された水温センサ１８からの信号とを入力して、これによりエンジンの状態を判定し、これに応じて電動ポンプ９への出力電圧を制御するようになっている。

前記水温センサ１８は、この実施形態ではシリンダブロック２の排気側のウオータジャケット４において、２番シリンダｓ２に対応する部位に（即ち、シリンダ列方向の端部に位置する１番、４番シリンダｓ１，ｓ４以外のいずれか１つのシリンダに対応付けて）配設されており、このことで、後述する短パルス制御モードのように冷却水の流通が非常に少なく、ウオータジャケット４内の冷却水の温度差がかなり大きくなる状態でも、その平均的な温度を検出できるようになっている。

すなわち、後述の如く、例えば冷間始動直後にエンジンの暖機を促進すべく電動ポンプ９を停止させたり、短パルス制御モードで運転したりするときには、ウオータジャケット４において冷却水の流通が殆ど停止に近い状態になり、シリンダブロック２やシリンダヘッド３の部位毎の温度差がそのまま冷却水温度に反映されるようになるが、このときに冷却水温度は、シリンダヘッド３の排気側で最も高くなる一方、シリンダブロック２の吸気側で最も低くなり、シリンダブロック２の排気側では平均的な温度状態になる。

また、長パルス制御モードや通常制御モードのようにウオータジャケット４，５を冷却水がシリンダ列方向に流れる場合は、この方向の中央寄りの部位の冷却水温度が両端部に比べて安定する。よって、前記のようにシリンダブロック２の排気側のウオータジャケット４において、シリンダ列方向の中央寄りに位置する２番又は３番シリンダｓ２，ｓ３のいずれかに対応付けて水温センサ１８を配置すれば、この水温センサ１８によりエンジン本体部内の平均的な冷却水温度を検出することができる。

さらに、この実施形態では、図２に拡大して断面示するように、水温センサ１８の先端が臨むウオータジャケット４の両側壁面にそれぞれ凹部２ａ，２ａが形成されていて、該水温センサ１８付近でウオータジャケット４断面積が拡大されている。このことで、特に前記短パルス制御モードにおいてシリンダｓ１〜ｓ４周辺の冷却水温度が局所的に上昇しても、この温度変化による冷却水の対流が起こりやすくなり、局所的な水温上昇の影響を軽減できるので、水温センサ１８により平均的な冷却水温度を検出するのに有利になる。

以上のように構成されたエンジン冷却装置Ａにおける冷却水の全体的な流れは、図３に模式的に示すようになる。同図(a)は、サーモスタット１３が閉じているときの流れを矢印で示し、電動ポンプ９によってシリンダブロック２のウオータジャケット４に送られた冷却水は、その一部がバイパス通路１０によって電動ポンプ９の吸入側に戻されるとともに、一部の冷却水はシリンダヘッド３のウオータジャケット５にも流れ、ヒータホース１２内の流路を流通して、電動ポンプ９の吸入側に戻される。このとき、サーモスタット１３が閉じていることから、ラジエータ６との間では冷却水は流れない。

一方、サーモスタット１３が全開になっているときには、バイパス流量調整弁１５によってバイパス通路１０が閉じられているので、電動ポンプ９からの冷却水は、同図(b)に矢印で示すようにシリンダブロック２及びシリンダヘッド３のウオータジャケット４，５を流通した後に、アッパホース７及びヒータホース１２内の流路に流出し、その後、電動ポンプ９の吸入側に戻されるようになる。尚、当然ながら、電動ポンプ９が作動しなければ、前記のような冷却水の流れは起きず、対流による流れを除いて冷却水は略停止することになる。

（電動ポンプの作動制御）
次に、前記ＥＣＵ２０による電動ポンプ９の作動制御について説明する。この電動ポンプ９への出力電圧の制御は、デューティ比の変更によって出力電圧の大きさを調整する所謂デューティ制御であり、制御デューティ比を０〜１００％の範囲で変更することにより、出力電圧を例えば０．５〜１２Ｖくらいの所定範囲内において略リニアに変更して、電動ポンプ９の回転数をきめ細かく且つ高精度に制御することができる。

また、本発明の特徴部分として、ＥＣＵ２０は、制御デューティ比を予め設定した時間間隔で切替えて、電動ポンプ９にパルス状に電圧を供給することにより、該電動ポンプ９を一定の周期で間欠的に作動させることができるようになっている。そして、そのように電動ポンプ９を作動させるパルス制御モードと、前記のように、電動ポンプ９を連続的に作動させながら、その回転数をエンジンの状態に応じて変更する通常制御モードとに切替えて、電動ポンプ９の作動状態を制御する。

より具体的に、前記通常制御モードでは、図４に一例を示すような制御マップに基づいて電動ポンプ９の回転数を制御する。この制御マップは、電動ポンプ９の基本的な制御回転数をエンジンの負荷及び回転数に応じて予め設定した３次元のものであり、相対的に高負荷乃至高回転側ではポンプ回転数を高くして、エンジンの多量の発熱に対応した冷却水の流量を確保する一方、相対的に低負荷乃至低回転側ではポンプ回転数を低くして、エンジンの過冷却を防止することにより、燃費を低減するようになっている。

これに対し、前記パルス制御モードは、主にエンジンの冷間始動後のような冷機時に行われ、電動ポンプ９を間欠的に作動させることにより、エンジン本体部１内のウオータジャケット４，５における冷却水の流通量が前記通常制御モードに比べて少なくなるようにしたものである。

すなわち、パルス制御モードは、電動ポンプ９を相対的に低い頻度で間欠的に作動させる短パルス制御モードと、相対的に高い頻度で間欠的に作動させる長パルス制御モードとからなり、短パルス制御モードでは電動ポンプ９を、その作動時間が非作動時間よりも短くなるように間欠作動させる。こうすると、エンジン本体部１内のウオータジャケット４，５における冷却水の流通は平均的には殆ど停止に近い状態になり、暖機が促進されるとともに、電動ポンプ９の瞬間的な作動時にはウオータジャケット４，５内の冷却水全体が揺れて、僅かに攪拌されるようになり、これによりシリンダｓ１〜ｓ４周辺の局所的な温度上昇を抑制することができる。

一方、長パルス制御モードでは、前記短パルス制御モードよりも平均的に高い頻度で（例えば作動時間が非作動時間よりも長くなるようにして）電動ポンプ９を間欠作動させる。この結果、エンジン本体部１内のウオータジャケット４，５において冷却水は、極く僅かながら連続的に流通するようになるが、その流通量は、通常制御モードにおいて電動ポンプ９を連続して作動させたときの最小の流量よりも少ない。言い換えると、長パルス制御モードでは、ウオータジャケット４，５における冷却水の流通状態は、前記短パルス制御モードと通常制御モードの中間的なものとなる。

図５(a),(b)は、この実施形態と同じ構成のエンジンにおいて例えば３番シリンダｓ３のシリンダライナとその付近のウオータジャケット５の所定箇所とにそれぞれ温度センサを配設して、冷間始動後の温度上昇を計測した実験結果を示す。同図に破線で示すグラフは、電動ポンプ９を従来からの機械式ポンプと同様にエンジン回転数に比例する回転数で作動させたときの水温の上昇を示し、一点鎖線のグラフは電動ポンプ９を停止させたときのものを、また、実線のグラフは、前記短パルス制御モードによって電動ポンプ９を間欠的に作動させたときのものを示す。

同図(a)に示すように、シリンダライナの温度上昇は、電動ポンプ９を停止させたときが最も早く、従来の機械式ポンプと同様に作動させたときが最も遅いが、前記短パルス制御モードで電動ポンプ９を間欠作動させたときには、これを停止させたときと同じくらい早くシリンダライナの温度が上昇しており、エンジンの急速暖機が可能なことが分かる。

一方、同図(b)に示すように、電動ポンプ９を停止させたときにはウオータジャケット５の前記所定箇所における水温が急激に上昇及び下降しており、冷却水が停止していることによって部分沸騰が発生しているものと考えられる。これに対し、電動ポンプ９を従来の機械式ポンプと同様に作動させて、連続的に流通させたときは勿論、前記短パルス制御モードで間欠作動させたときにも、前記のような水温の急激な変動は見られず、このことから、冷却水を間欠的に流通させることによって上述したように局所的な温度上昇を抑制できることが分かる。

−エンジン冷機時の制御手順−
以下に、エンジンの始動後にＥＣＵ２０によって行われる電動ポンプ９の具体的な制御手順を、主に図６のフローチャート図に基づき、図７〜１０を参照して説明する。まず、エンジン始動に応じてスタートした図６のフローにおいてステップＳ１では、電動ポンプ９を停止状態とし、続くステップＳ２において、水温センサ１８により検出した始動時のエンジン水温ｔｈから冷間始動かどうか判定する。

その判定がＮＯで温間始動であれば、後述のステップＳ１１に進んで、電動ポンプ９を通常制御モードで運転する一方、判定がＹＥＳで冷間始動であれば、ステップＳ３に進み、エンジン始動後に電動ポンプ９の運転を開始するまでの設定時間ｔ１が経過したかどうか判定する。この設定時間ｔ１は、始動時のエンジン水温に対応する適値を予め実験等により決定して、例えば図７に模式的に示すようなテーブルに設定しておき、このテーブルから読み込むようにすればよい。図の例では、始動時のエンジン水温が低いほどエンジン暖機に時間がかかると推定して、設定時間ｔ１を長くするようにしている。

前記ステップＳ３において判定がＮＯ、即ち設定時間ｔ１が経過していないならば、時間の経過を待つ間、電動ポンプ９を停止状態に維持する。これにより、エンジン本体部１内のウオータジャケット４，５における冷却水の流通を停止して、その暖機を最大限に促進することができる。そして、冷間始動から設定時間ｔ１が経過すれば（ステップＳ３でＹＥＳ）ステップＳ４に進んで、電動ポンプ９を短パルス制御モードで運転する。

すなわち、まず、短パルス制御モードにおける電動ポンプ９の間欠作動の周期及びその作動時の制御デューティ比をそれぞれ予め設定したテーブルから読み込む。このテーブルは、例えば図８に模式的に示すように、エンジン水温に応じて電動ポンプ９の作動周期及びデューティ比の適値をそれぞれ実験等に基づいて決定したものであり、図の例ではエンジン水温が高いほど作動周期が短くなる一方、デューティ比はあまり変化しないように設定されているが、これに代えて、或いはこれに加えて、エンジン水温が高いほど、デューティ比が大きくなるように設定してもよい。

そして、前記作動周期及びデューティ比に対応する制御信号により電動ポンプ９のモータにパルス状に出力電圧を印加して、これを間欠的に作動させる。そうして電動ポンプ９を比較的低い頻度で間欠的に作動させると、シリンダブロック２やシリンダヘッド３のウオータジャケット４，５における冷却水は、電動ポンプ９の連続的な作動時のように入口側から出口側に向かって連続的に移動するのではなく、瞬間的なポンプ作動によって小さく移動した後に直ちに停止することを繰り返すようになる。

言い換えると、前記短パルス制御モードでは、電動ポンプ９の間欠作動によって、ウオータジャケット４，５の冷却水全体が周期的に揺れて、僅かに攪拌されるように間欠的に流通することになり、このことによって、エンジンの各シリンダｓ１〜ｓ４周辺の局所的な温度上昇が抑制されるとともに、冷却水を停止させているときと同じようにエンジンの放熱量が少なくなって、エンジンの暖機が十分に促進されることになる。

ここで、前記のような冷間始動後の電動ポンプ９の作動状態とエンジン水温（シリンダヘッド後端の導出路５ａ付近における出口水温）の上昇との関係を図９のタイムチャートに示すと、まず、冷間始動後に設定時間ｔ１が経過するまでの間（ｔ＝０〜ｔ１）は、電動ポンプ９の制御デューティ比が０％とされて、ポンプが停止状態に維持され（ステップＳ３で待機）、これによりエンジンからの放熱が極小化される。このときに、図に実線で示すようにエンジン出口水温の上昇が見かけ上、遅れているのは、電動ポンプ９が停止していてウオータジャケット４，５の冷却水が殆ど移動しないことから、リンダｓ１〜ｓ４の周りの暖められた冷却水がウオータジャケット５の出口にまで到達しないことによる。

そして、前記のように暖められた冷却水が対流によりウオータジャケット５の出口に到達するようになると、図示の如く水温は上昇して、従来一般的な機械式ウオータポンプの場合（仮想線で示す）を追い越すが、始動から設定時間ｔ１が経過すると（時刻ｔ１）、短パルス制御モードでの運転が開始されて（ステップＳ４）、電動ポンプ９は前記の如く間欠的に作動するようになる。この電動ポンプ９の間欠作動によって、ウオータジャケット４，５の冷却水が間欠的に流通し、それが僅かに攪拌されることになるため、各シリンダｓ１〜ｓ４周辺等での局所的な温度上昇は抑制される。

そうしてエンジン出口水温、即ちウオータジャケット４，５の冷却水温度が上昇しても、前記短パルス制御モードではヒータホース１２等を介してサーモスタット１３の付近まで循環する冷却水量が非常に少ないので、サーモスタット１３周辺の冷却水温度はあまり上昇しない。そのため、エンジン出口水温が開弁開始温度ｔｈ１（例えば８７°Ｃ）を越えてもサーモスタット１３は開かず、図示の如く、水温は急上昇して１００°Ｃ付近まで高くなる（時刻ｔ２）。

そのようにウオータジャケット４，５の冷却水温度が上昇した後に、遅れてサーモスタット１３周辺の冷却水温度も上昇し、その開弁開始温度ｔｈ１以上になると、サーモスタット１３が開き初めて、ラジエータ６から低温の冷却水が流入するようになるが、今度はこの冷却水の流入によってウオータジャケット４，５の冷却水温度が低下しても、サーモスタット１３周辺の冷却水温度はすぐには低下しないため、それが閉じるのが遅くなり、ラジエータ６からの冷却水の流入量が多くなって、水温は急激に低下してしまう（時刻ｔ３）。

つまり、短パルス制御モードではウオータジャケット４，５における冷却水温度の変化に対して、サーモスタット１３の開閉作動が大きく遅れる結果として、拡大して図１０にも示すように（仮想線のグラフ）、エンジン出口水温、即ちウオータジャケット４，５における冷却水温度が大きく変動することになり、これに応じて行われる空燃比や点火時期の制御に誤りが生じて、燃焼悪化を招く虞れがあった。

また、前記のようにサーモスタット１３の作動遅れが大きくなって、ラジエータ６からの低温の冷却水の流入が多くなる結果として、図示の如く、エンジン出口水温はなかなかサーモスタット１３の全開温度ｔｈ２以上に収束しなくなる。すなわち、エンジン暖機が遅れて、パルス制御による燃費及びエミッションの改善効果が目減りするとともに、ヒータコア１１に供給される冷却水温度も安定しないことから、車室の暖房性について悪い影響が現れることになる。

そこで、この実施形態では、水温センサ１８により検出される冷却水温度ｔｈがサーモスタット１３の開弁開始温度ｔｈ１以上になったとき、電動ポンプ９の運転を長パルス制御モードに切り替えて冷却水の流通量を増やし、ウオータジャケット４，５からサーモスタット１３周辺までの冷却水の温度差を減らすようにしている。

すなわち、前記図６に示すフローのステップＳ４に続いて、ステップＳ５では水温センサ１８による冷却水温度の検出値ｔｈが第１設定温度ｔｈ１（この例ではサーモスタットの開弁開始温度としている）以上かどうか判定する。この判定がＮＯであれば、前記ステップＳ４にリターンして短パルス制御モードでの運転を継続する一方、判定がＹＥＳで検出水温ｔｈ≧ｔｈ１であれば、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、今度は検出水温ｔｈが、第１設定温度ｔｈ１よりも高い第２設定温度ｔｈ２（この例ではサーモスタットの全開温度としている）以上かどうか判定し、ＹＥＳでｔｈ≧ｔｈ２であれば後述のステップＳ１０に進む一方、判定がＮＯでｔｈ＜ｔｈ２であればステップＳ７に進んで、電動ポンプ９を長パルス制御モードで運転する。すなわち、前記短パルス制御モードと同様に電動ポンプ９の間欠作動の周期及びそのデューティ比を制御して、電動ポンプ９を間欠的に作動させる。

この長パルス制御モードでは、上述したようにウオータジャケット４，５において冷却水が少量であっても連続的に流れるようになり、そこからサーモスタット１３に循環する冷却水量が増えることで、該サーモスタット１３周辺とウオータジャケット４，５との冷却水の温度差が減少する。すなわち、サーモスタット１３周辺の冷却水温度が上昇して、その開弁開始温度ｔｈ１に近づく一方、ウオータジャケット４，５の冷却水温度は低下する。

そこで、続くステップＳ８において水温センサ１８による冷却水温度の検出値ｔｈが第１設定温度ｔｈ１以上かどうか判定し、この判定がＹＥＳであれば続くステップＳ９で今度は第２設定温度ｔｈ２以上かどうか判定する。この判定がＹＥＳでｔｈ≧ｔｈ２であれば後述のステップＳ１１に進む一方、判定がＮＯで第２設定温度ｔｈ２未満であれば、前記ステップＳ７にリターンして、長パルス制御モードでの運転を継続する。

そして、長パルス制御モードでの運転によってウオータジャケット４，５の冷却水温度がさらに低下し、第１設定温度ｔｈ１未満となれば、前記ステップＳ８においてＮＯと判定して前記ステップＳ４にリターンし、再び短パルス制御モードで電動ポンプ９を運転する。これにより、ウオータジャケット４，５の冷却水は再び間欠的に流通するようになり、その温度上昇が最大限に促進され、この結果、水温センサ１８による検出水温ｔｈが再び第１設定温度ｔｈ１以上となって、長パルス制御モードが再開される（ステップＳ５〜Ｓ７）。

そうして長パルス制御モードでの運転によってウオータジャケット４，５及びサーモスタット１３周辺の温度差が抑えられながら、エンジン暖機が進んで冷却水温度が全体として高くなってくると、例えばアクセルペダルの踏み込みに応じて燃料噴射量が急増されたときに、一時的に放熱量が多くなり、水温センサ１８による検出水温ｔｈが第２設定温度ｔｈ２以上となることがある。

このときにはステップＳ６でＹＥＳと判定してステップＳ１０に進み、エンジン始動後の長パルス制御モードの累積実行回数が予め設定した所定回数（例えば２回）以上かどうか判定する。そして、所定回数未満でＹＥＳであれば、未だ暖機完了まで時間がかかると考えられるので、前記ステップＳ７に進んで長パルス制御モードとし、これにより検出水温ｔｈが第１設定温度ｔｈ１未満になれば、再び短パルス制御モードで電動ポンプ９を運転する（ステップＳ８→Ｓ４）。

尚、電動ポンプ９を長パルス制御モードで運転しても検出水温ｔｈが下がらず、第２設定温度ｔｈ２以上のままであれば（ステップＳ９でＹＥＳ）、ステップＳ１１に進んで通常制御モードとし、冷却水温度が高くなりすぎないよう、電動ポンプ９を連続的に運転して冷却水の流量が十分に多くなるようにする。

前記のようにして水温センサ１８による冷却水温度の検出値ｔｈが第１設定温度ｔｈ１を挟んで複数回、変化し、これに応じて短パルス制御モード及び長パルス制御モードの運転を交互に繰り返した後に、前記ステップＳ１０において長パルス制御モードの実行回数が所定回数を越えたＮＯと判定すれば、今度は、水温が第１設定温度ｔｈ１以上であっても長パルス制御モードには切り替えず、ステップＳ４にリターンして、短パルス制御モードでの運転を継続する。

これは、長パルス制御モードの累積実行回数が所定回数を越えていれば、ウオータジャケット４，５からサーモスタット１３周辺までの冷却水温度が全体として暖機完了温度に近くなっていると考えられるので、このときには電動ポンプ９の運転を短パルス制御モードに維持して、完了まで暖機を十分に促進するのである。そして、冷却水温度が全体としてさらに高くなり、水温センサ１８による検出値ｔｈが第２設定温度ｔｈ２を越えれば、前記ステップＳ９においてＹＥＳ、即ち暖機完了と判定し、ステップＳ１１で電動ポンプ９を通常制御モードに切り替えて、冷機時の制御は終了となる（エンド）。

したがって、上述した実施形態に係るエンジンの冷却装置Ａによると、まず、エンジンの冷間始動後の設定時間ｔ１は、前記図９に実線のグラフで示したように、電動ポンプ９を停止させて、シリンダブロック２やシリンダヘッド３内のウオータジャケット４，５における冷却水の流通を停止させることにより、エンジンからの放熱を極小化して、その暖機を最大限に促進することができる。

また、前記設定時間ｔ１の経過後は電動ポンプ９を短パルス制御モードで運転し、前記ウオータジャケット４，５において冷却水を間欠的に流通させることによって、エンジンからの放熱を非常に少なくしながら、シリンダｓ１〜ｓ４の周辺等での局所的な温度上昇を抑制することができ、これにより、エンジンの暖機を十分に促進することができる。

そうして暖機が進み、図１０に実線のグラフで示すように、エンジン出口水温が８０°Ｃを越えて暫くすると、排気側のウオータジャケット４に配設した水温センサ１８による検出値ｔｈが第１設定温度ｔｈ１以上になるが、そうなれば、電動ポンプ９の運転を長パルス制御モードに切り替えて（時刻ｔ２）、ウオータジャケット４，５からサーモスタット１３周辺まで循環する冷却水の流量を増量する。

この冷却水の循環によりウオータジャケット４，５の冷却水温度が低下する一方、サーモスタット１３周辺の冷却水温度は高められ、その開弁開始が早くなって、ラジエータ６から低温の冷却水が流入し始めることで、ウオータジャケット４，５の冷却水温度がさらに低くなる。よって、図１０の時刻ｔ２以降に示すように、エンジン出口水温の過度の上昇が抑えられる。

一方、そうしてラジエータ６からの低温の冷却水の流入によって、ウオータジャケット４，５の冷却水温度が低下すると、これに対しあまり遅れずにサーモスタット１３周辺の冷却水温度も低下し、それが閉弁することで、ラジエータ６からの冷却水の流入を遮断するようになる。このため、図の時刻ｔ３〜ｔ５においてエンジン出口水温は比較的安定しており、短パルス制御モードのみの場合（仮想線で示す）のように水温が大きく落ち込むことはない。

そして、水温センサ１８による冷却水温度の検出値ｔｈが一旦、第１設定温度ｔｈ１未満にになれば、電動ポンプ９を短パルス制御モードで運転してエンジン暖機を十分に促進する（時刻ｔ３〜ｔ４）。これにより検出水温ｔｈが再び第１設定温度ｔｈ１以上になれば、再び長パルス制御モードでの運転を行う（時刻ｔ４〜ｔ５）。

そうして長パルス制御モードの累積実行回数が２回以上になれば、その後は水温が第１設定温度ｔｈ１以上になっても長パルス制御モードには切り替えず、短パルス制御モードでの運転を継続することで、図の時刻ｔ５以降に示すように、エンジン出口水温は急上昇し、サーモスタット１３の全開温度ｔｈ２以上に収束し、検出水温ｔｈ≧ｔｈ２になれば電動ポンプ９が通常制御モードに切り替えられて（時刻ｔ６）、暖機完了となる。

こうして短パルス制御モードで運転し続けた場合（仮想線のグラフ）よりも格段に早く暖機が完了し、パルス制御による燃費及びエミッションの改善効果が従来より一層、高くなるとともに、ヒータコア１１に供給される冷却水温度も安定して、車室の暖房性も向上する。

つまり、この実施形態では、冷間始動後のエンジン暖機を促進するために、基本的には短パルス制御モードで電動ポンプ９を運転し、局所的な温度上昇を抑制しながら、ポンプ停止時と同様にエンジンからの放熱を非常に少なくするとともに、適宜、長パルス制御モードでの運転に切り替えて、冷却水の循環量を増やすことにより、エンジン本体部１のウオータジャケット４，５とサーモスタット１３周辺との冷却水の温度差を減らして、サーモスタット１３の応答遅れが大きくならないようにしている。これにより、エンジン水温の変動を抑えて、空燃比や点火時期の制御性を向上できるとともに、さらに暖機を促進することができる。

またこの実施形態では、前記のような電動ポンプ９の作動制御やエンジンの運転制御に用いられるエンジン水温の検出を、シリンダブロック２の排気側のウオータジャケット４の中央寄りに配設した水温センサ１８によって行うようにしており、このことで、ウオータジャケット４，５の平均的な冷却水温度を検出することができるので、制御性が高く、前記の作用効果を十分に得ることができる。

（他の実施形態）
尚、前記実施形態においては、エンジンの冷間始動直後の所定期間（設定時間ｔ１）はウオータジャケット４，５の冷却水の流通を停止させるようにしているが、これに限らず、始動直後から冷却水を間欠的に流通させるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、水温センサ１８による冷却水温度の検出値ｔｈが、サーモスタット１３の開弁開始温度（第１設定温度）ｔｈ１以上になったとき、電動ポンプ９を長パルス制御モードでの運転に切り替えるようにしているが、これに限るものではなく、短パルス制御モードでの冷却水の移動量やウオータジャケット４，５の容量等に応じて第１設定温度を設定し、要するにサーモスタット１３が開き始める前に長パルス制御モードに切り替えるようにすればよい。

また、前記実施形態において、エンジンの暖機後もその運転状態に応じて電動ポンプ９をパルス制御モードで運転するようにしてもよい。すなわち、電動ポンプ９には、エンジンの高負荷運転時における多量の発熱に対応した最大流量を確保することが求められるから、これを如何に低回転で運転しても、例えばエンジンの低負荷運転が継続して発熱量が少ない一方で、外気温が低く冷却水の温度が下がりやすいときなどは、エンジンの温度状態が比較的低くなって熱損失が大きくなり、燃費が悪化することがある。

そこで、例えばエンジンが比較的低負荷低回転の運転域にあって、且つ水温センサ１８による検出値が所定温度（例えば９３°Ｃ）以下に低下したときに、電動ポンプ９を短パルス制御モードで運転するようにしてもよい。こうすれば、ウオータジャケット４，５の冷却水は一時的に間欠的に流通するようになり、その温度が速やかに上昇して、再び通常制御モードに復帰する。よって、暖機後のエンジン水温を従来よりも高い温度状態（例えば９３°Ｃ以上）に維持して熱効率を高め、燃費を低減することができる。

さらにまた、前記実施形態では、図２に示すように、水温センサ１８の先端が臨むウオータジャケット４の両側壁面にそれぞれ凹部２ａ，２ａを形成しているが、これに限らず、例えば図１１に示すように凹部２ａをシリンダｓ２側の側壁部のみに形成してもよいし、図１２に示すように反対の側壁部のみに形成してもよい。

以上、説明したように、本発明に係るエンジンの冷却装置Ａは、冷機時の冷却水の流れ制御に特徴を有し、ウオータジャケットにおける局所的な温度上昇や冷却水の部分沸騰等を抑制しながら、エンジンの暖機を可及的に促進して、冷機時の燃費及びエミッションを改善できるものなので、特に運転・停止の繰り返しが多い自動車用エンジン等に好適である。

本発明の実施形態に係るエンジン冷却装置の概略構成を示す模式図である。 ウオータジャケットに臨む水温センサの配設構造を示す拡大断面図である。 実施形態における冷却水の流れを示す模式図である。 電動ポンプの通常運転モードの制御マップの一例を示す模式図である。 電動ポンプの間欠作動時に水温等が上昇する様子をポンプの連続作動時や停止時と対比して示すグラフ図である。 冷間始動後の電動ポンプの制御手順を示すフローチャート図である。 冷間始動後、電動ポンプを停止させる時間を始動時水温に対応付けて設定したテーブルの模式図である。 短パルス制御モードにおける電動ポンプの作動周期及びデューティ比をエンジン水温に応じて設定したテーブルの模式図である。 冷間始動後の電動ポンプの短パルス制御モードでの運転によって、エンジン水温が上昇する様子を示すタイムチャート図である。 短パルス制御モードに長パルス制御モードも加えた場合のエンジン水温の変化を拡大して示す図９相当図である。 他の実施形態に係る図２相当図である。 他の実施形態に係る図２相当図である。

符号の説明

Ａ エンジン冷却装置
ｓ１〜ｓ４ 気筒
１ エンジン本体部
２ シリンダブロック
２ａ 凹部
４，５ ウオータジャケット（冷却水通路）
７ アッパホース（連通路）
８ ロワホース（連通路）
９ 電動ポンプ（流通可変手段）
１３ サーモスタット
１８ 水温センサ
２０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：制御手段）

Claims (9)

1. エンジン本体内の冷却水通路における冷却水の流通状態を変更可能な流通可変手段と、エンジン暖機中に前記冷却水通路において冷却水が間欠的に流通するように前記流通可変手段を作動させる一方、暖機後は冷却水が所定量以上、連続的に流通するように該流通可変手段を作動させる制御手段と、を備えたエンジン冷却装置において、
   前記冷却水通路とラジエータ内の通路とを連通する連通路には、冷却水の温度変化に応じて機械的に開閉するサーモスタットが配設され、
   前記制御手段は、エンジン暖機中に冷却水温度の上昇に応じて前記サーモスタットが開き始める前に、前記冷却水通路において冷却水が前記間欠的な流通状態と暖機後の連続的な流通状態との中間の流通状態になるように、前記流通可変手段を作動させるものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 請求項１に記載の冷却装置において、
   エンジン本体内の冷却水通路に臨んで水温センサが配設され、
   制御手段は、前記水温センサからの信号を受けて、冷却水温度の検出値がサーモスタットの開弁開始温度である第１温度以上になったとき、冷却水が中間流通状態になるように流通可変手段を作動させるものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
3. 請求項２に記載の冷却装置において、
   制御手段は、冷却水温度の検出値が第１温度以上になった後、この温度未満に戻れば、再び冷却水が間欠的な流通状態になるように流通可変手段を作動させるものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
4. 請求項３に記載の冷却装置において、
   制御手段は、冷却水温度の検出値が第１温度を挟んで高温側及び低温側に所定回数以上、変化した後は、それが第１温度を超えても、冷却水が間欠的な流通状態のままになるように流通可変手段を作動させるものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
5. 請求項２に記載の冷却装置において、
   制御手段は、水温センサによる冷却水温度の検出値がサーモスタットの全開温度である第２温度に到達した後に、冷却水が連続的な流通状態となるように流通可変手段を作動させるものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
6. 請求項２に記載の冷却装置において、
   制御手段は、水温センサによる冷却水温度の検出値が第１温度未満のときに、所定期間はエンジン本体内の冷却水通路において冷却水の流通が停止するように、流通可変手段を制御するものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１つに記載の冷却装置において、
   水温センサは、シリンダブロックの排気側のウオータジャケットにおいて、シリンダ列方向の端部に位置するシリンダ以外のいずれか１つのシリンダに対応付けて配設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
8. 請求項７に記載の冷却装置において、
   水温センサの先端が臨むウオータジャケットの壁面に、凹部が形成されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の冷却装置において、
   流通可変手段は、冷却水を流通させるための電動ポンプを備え、
   制御手段は、冷却水を間欠的に流通させるときには、前記電動ポンプをその作動時間が非作動時間よりも短くなるように間欠作動させるものであることを特徴とするエンジンの冷却装置。
   

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