JP2009144529A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内温度を検出しないマニュアルエアコンを搭載した車両において、冷却水をミッションウォーマおよびヒータコアに最適に分配する冷却装置を提供する。
【解決手段】外気温を検出する外気温センサ４３と、空調装置５０におけるヒータコア１６の上流側のエバポレータ６１を通過した空調用空気の温度を検出するエバ後温度センサ４４と、エンジン１０からの冷却水をヒータコア１６を経てエンジン１０に戻すヒータ経路と、エンジン１０からの冷却水をヒータコア１６の上流側でヒータ経路から分岐してＣＶＴウォーマ１４を経てエンジン１０に戻す変速機経路と、のうち少なくとも何れか一方に切換える三方弁１８と、三方弁１８による冷却水の経路の切換えを制御するエンジンＥＣＵ４０と、を備え、エンジンＥＣＵ４０が、外気温センサ４３により検出された外気温およびエバ後温度センサ４４により検出された空調用空気の温度に基づいて三方弁１８を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。

従来、内燃機関の冷却装置は、内燃機関としてのエンジンを冷却するための冷却水をシリンダヘッドやシリンダブロックに循環させる構造となっており、この冷却水と、自動変速機の潤滑油（以下、ＡＴＦという）および空調用空気との間で熱交換させて、ＡＴＦを冷却するとともに空調用空気を加熱するようになっている。

この種の内燃機関の冷却装置として、エンジンから取水した冷却水を、ＡＴＦを冷却するミッションウォーマおよび空調用空気の熱源となるヒータコアに供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された従来の内燃機関の冷却装置は、冷却水をエンジンからミッションウォーマおよびヒータコアに供給する経路の上流部に、冷却水の供給先を切換える制御弁を有し、車室内温度が所定値以下で、かつ、ヒータスイッチがオンである場合には、ヒータ要求があると判断し、冷却水をヒータコアに分配するよう制御弁を制御していた。

また、エンジンから取水した冷却水をミッションウォーマおよびヒータコアに供給する内燃機関の冷却装置として、ＡＴＦ温度および車室内温度に応じてヒータコアに供給される冷却水の流量を制御弁により増減するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載された従来の内燃機関の冷却装置は、ＡＴＦ温度および車室温が所定値より低い場合には、ヒータ要求があると判断し、ヒータコアに供給される冷却水の流量が増加するよう制御弁を調節していた。
特開２００４−３０１０４１号公報 特開２００６−１２５２７４号公報

しかしながら、上述のような従来の内燃機関の冷却装置にあっては、冷却水のミッションウォーマおよびヒータコアへの分配を車室内の温度に基づいて制御するようになっており、エアミックスダンパを手動で操作可能なマニュアルエアコンの場合、車室内の温度を検出しないので、このようなマニュアルエアコンを搭載した車両に適用した場合には、ヒータ要求があるか否かを正確に判断できず、結果として冷却水がミッションウォーマおよびヒータコアに最適に分配されないという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、車室内の温度を検出しないマニュアルエアコンを搭載した車両であっても、冷却水をミッションウォーマおよびヒータコアに最適に分配することができる内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の冷却装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関からの冷却水を変速機の熱交換器および空調装置のヒータコアに循環させて、変速機の油温と空調用空気の温度の調節を行う内燃機関の冷却装置であって、外気温を検出する外気温センサと、前記空調装置における前記ヒータコアの上流側に設けられた冷媒圧縮機を通過した空調用空気の温度を検出する温度センサと、前記内燃機関からの冷却水を前記ヒータコアを経て前記内燃機関に戻すためのヒータ経路と、前記内燃機関からの冷却水を前記ヒータコアの上流側で前記ヒータ経路から分岐して前記変速機の熱交換器を経て前記内燃機関に戻す変速機経路と、のうち少なくとも何れか一方に切換える切換え手段と、前記切換え手段による前記冷却水の経路の切換えを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段が、前記外気温センサにより検出された外気温および前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度に基づいて前記切換え手段を制御することを特徴とする。

この構成により、車室内温度を検出しないマニュアルエアコンを搭載した車両であっても、外気温センサにより検出された外気温および温度センサにより検出された空調用空気の温度に基づいて、空調用空気に対して冷却および加熱のいずれが要求されているかを判断できるので、内燃機関からの冷却水をヒータ経路および変速機経路に最適に分配することができる。

また、上記（１）に記載の内燃機関の冷却装置において、（２）前記冷却水の水温を検出する冷却水温センサをさらに備え、前記制御手段が、前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度と前記外気温センサにより検出された前記外気温との差が温度差用閾値より大きく、かつ、前記冷却水温センサにより検出された水温が水温用閾値より高いことを条件に、前記ヒータコアに供給される前記冷却水を遮断するよう前記切換え手段を制御することを特徴とする。

この構成により、温度センサにより検出された空調用空気の温度と外気温センサにより検出された外気温との差が温度差用閾値より大きい場合には、冷媒圧縮機による空調用空気の冷却が最大限に要求されていると判断でき、水温が水温用閾値より高い冷却水をヒータコアに不必要に供給することを防止することができる。この結果、空調用空気に対する冷却効率を向上させることができる。

また、上記（１）または（２）に記載の内燃機関の冷却装置において、（３）前記制御手段が、前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度と前記外気温センサにより検出された前記外気温との差が略等しく、かつ、前記外気温センサにより検出された前記外気温が外気温用閾値より低いことを条件に、前記内燃機関からの冷却水を前記ヒータコアに供給するよう前記切換え手段を制御することを特徴とする。

この構成により、温度センサにより検出された空調用空気の温度と外気温センサにより検出された外気温との差が略等しいと、車両走行時の動圧による外気の導入が要求されていると判断でき、外気温センサにより検出された外気温が外気温用閾値より低いと、空調用空気の加熱が要求されていると判断できるので、内燃機関からの冷却水をヒータコアに適切に分配することができる。

また、上記（１）から（３）に記載の内燃機関の冷却装置において、（４）前記冷却水の水温を検出する冷却水温センサと、前記変速機の油温を検出する油温センサと、をさらに備え、前記制御手段が、前記油温センサにより検出された油温が油温用閾値より低く、かつ、前記冷却水温センサにより検出された水温が水温用閾値より低いことを条件に、前記変速機の熱交換器に供給される前記冷却水を遮断するよう前記切換え手段を制御することを特徴とする。

この構成により、油温センサにより検出された油温が油温用閾値より低く、冷却水温センサにより検出された水温が水温用閾値より低い場合には、変速機の熱交換器に供給される冷却水を遮断するとともに、内燃機関からの冷却水をヒータコアに供給することができる。この結果、内燃機関の暖機運転を促進させ暖機運転時間を短縮させることができるので、車両の燃費を向上させることができる。

また、上記（４）に記載の内燃機関の冷却装置において、（５）前記空調装置の送風機の作動を検出する作動検出手段をさらに備え、前記制御手段が、前記作動検出手段により前記送風機の作動が検出されており、前記油温センサにより検出された油温が油温用閾値より高く、かつ、前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度と前記外気温との差が温度差用閾値より小さいことを条件に、前記冷却水が前記変速機の熱交換器および前記ヒータコアに分配されるよう前記切換え手段を制御することを特徴とする。

この構成により、油温センサにより検出された油温が油温用閾値より高いと、変速機の潤滑油の冷却が必要であると判断することができ、送風機が作動状態で温度センサにより検出された空調用空気の温度と外気温との差が温度作用閾値より小さいと、空調用空気の加熱が要求されていると判断することができ、変速機の潤滑油の冷却および空調用空気の加熱を同時に実行することができる。

本発明によれば、車室内の温度を検出しないマニュアルエアコンを搭載した車両であっても、冷却水をミッションウォーマおよびヒータコアに最適に分配することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る冷却装置を搭載した車両の概略構成図である。

なお、本実施の形態においては、本発明に係る冷却装置を無段変速機（以下、ＣＶＴという）を搭載した車両に適用した場合について説明する。

図１に示すように、車両１は、内燃機関としてのエンジン１０と、エンジンから出力された動力を図示しない駆動輪に伝達するためのＣＶＴ１３と、ラジエータ２０と、冷却水を循環させるための冷却水ポンプ２４と、を備えている。

エンジン１０は、シリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２により構成されている。シリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２には、互いに連通する図示しないシリンダヘッド冷却水回路およびシリンダブロック冷却水回路がそれぞれ形成されている。
冷却水ポンプ２４は、エンジン１０により駆動される機械駆動式のポンプにより構成されており、シリンダブロック１２の冷却水回路の入口側に設けられている。

車両１は、さらに、ＣＶＴ１３の潤滑油（以下、ＣＶＴＦという）と冷却水との間で熱交換を行うためのＣＶＴウォーマ１４と、車両１の車室内に供給される空調用空気と冷却水との間で熱交換を行うためのヒータコア１６と、を備えている。

ＣＶＴウォーマ１４は、冷却水よりもＣＶＴＦの温度が低い場合には、冷却水に蓄積された熱をＣＶＴＦに分配する。一方、冷却水よりもＣＶＴＦの温度が高い場合には、ＣＶＴＦに蓄積された熱を冷却水に分配するようになっている。したがって、ＣＶＴウォーマ１４は、通常走行時にオイルクーラーとして機能するようになっている。

ヒータコア１６は、車両１の車室内に供給される空調用空気を暖房として加熱するための温水式ヒータを構成しており、冷却水に蓄熱された熱が空調用空気に分配されるよう、冷却水と空調用空気との熱交換を行うようになっている。
ここで、本実施の形態に係るＣＶＴウォーマ１４は、本発明に係る変速機の熱交換器を構成する。

車両１は、さらに、シリンダヘッド１１から経路２６に吐出した冷却水を、ヒータコア１６に接続された経路２８およびＣＶＴウォーマ１４に接続された経路３０に分岐するための三方弁１８を備えている。すなわち、本実施の形態に係る三方弁１８は、本発明に係る切換え手段を構成する。

切換え弁としての三方弁１８は、経路２６から流入した冷却水がＣＶＴウォーマ１４およびヒータコア１６のうちのいずれか一方のみに流れるようにしたり、ＣＶＴウォーマ１４およびヒータコア１６の両方に分配されるよう、後述するエンジンＥＣＵ４０により切換えられるようになっている。

経路２８および経路３０は、いずれも経路３１と接続されている。ＣＶＴウォーマ１４およびヒータコア１６を通過した冷却水は、経路３１に流入し、後述するサーモスタット２２および冷却水ポンプ２４を介してエンジン１０に戻るようになっている。

ラジエータ２０は、冷却水と車両１外部の空気との熱交換を行うようになっており、冷却水がラジエータ２０内を通過する際に、エンジン１０において蓄積された冷却水の熱を、車両１外部の空気に排熱させるようになっている。

ラジエータ２０と冷却水ポンプ２４との間には、サーモスタット２２が設けられている。サーモスタット２２は、ラジエータ２０により冷却された冷却水を冷却水ポンプ２４に供給する経路と、経路３１から流入された冷却水を冷却水ポンプ２４に供給する経路とを有している。

サーモスタット２２は、エンジン１０の冷却水温が低温の場合には、ラジエータ２０と冷却水ポンプ２４との間の冷却水の経路を遮断して、経路３１から流入された冷却水のみが冷却水ポンプ２４に供給されるようにする。また、冷却水の温度が上昇するにしたがって、ラジエータ２０と冷却水ポンプ２４との間の流路を徐々に開放し、ラジエータ２０から冷却水ポンプ２４に供給される冷却水量の割合を増加するようになっている。

ここで、本実施の形態に係る冷却水の経路２６、２８、３１およびヒータコア１６は、本発明に係るヒータ経路を構成し、経路２６、３０、３１およびＣＶＴウォーマ１４は、本発明に係る変速機経路を構成する。

車両１は、さらに、エンジンＥＣＵ４０および空調ＥＣＵ４１を備えている。エンジンＥＣＵ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、入力インターフェース、および出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン１０の出力制御などを実行するようになっている。

なお、エンジンＥＣＵ４０は、後述するように、本発明に係る冷却装置の制御手段および作動検出手段を構成する。

エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２、外気温センサ４３、エバ後温度センサ４４、車速センサ４５およびＣＶＴ油温センサ４７と接続されており、これらのセンサから信号を入力するようになっている。また、空調ＥＣＵ４１を介してブロアスイッチ４６から信号を入力するようになっている。

冷却水温センサ４２は、ヒータコア１６に流入する冷却水の温度（以下、冷却水温という）を検出し、検出した冷却水温を表す信号をエンジンＥＣＵ４０に出力するようになっている。

外気温センサ４３は、後述する空調装置５０の外気吸入口５３（図２参照）の近傍に設置されており、外気温度を検出し、検出した外気温度を表す信号をエンジンＥＣＵ４０に出力するようになっている。

エバ後温度センサ４４は、後述するエバポレータ６１（図２参照）を通過した直後の空調用空気の温度（以下、エバ後温度という）を検出し、エバ後温度を表す信号をエンジンＥＣＵ４０に出力するようになっている。ここで、本実施の形態に係るエバ後温度センサ４４は、本発明に係る温度センサを構成する。

冷却水温センサ４２、外気温センサ４３およびエバ後温度センサ４４はサーミスタにより構成されている。

車速センサ４５は、ＣＶＴ１３の出力軸回転数に基づいて、車速を表す信号をエンジンＥＣＵ４０に出力するようになっている。
ブロアスイッチ４６は、図示しないコントロールパネルに設置されており、ブロアスイッチ４６が操作者により操作されると、操作位置に応じた信号を後述する空調ＥＣＵ４１に出力するようになっている。

ＣＶＴ油温センサ４７は、ＣＶＴＦの温度を検出し、ＣＶＴＦの温度を表す信号をエンジンＥＣＵ４０に出力するようになっている。

空調ＥＣＵ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、入力インターフェース、および出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータによって構成されている。ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、後述するブロア５６のオンオフ状態の切換え制御などを実行するようになっている。

図２は、本実施の形態に係る空調装置の概略構成図である。

なお、以下の説明においては、本発明に係る空調装置がマニュアルエアコンにより構成される場合について説明する。
空調装置５０は、車室内に空調用空気を導く空気通路としての空調ダクト５１を備えている。空調ダクト５１の上流側には、車両１の外部から空気を吸入するための外気吸入口５３および車室内の空気を吸入し循環させるための内気吸入口５４が形成されている。

外気吸入口５３および内気吸入口５４の下流側には、内外気切換えダンパ５５が設置されている。本実施の形態におけるマニュアルエアコンにおいては、内外気切換えダンパ５５は、図示しないコントロールパネルに設置されたダイヤル式スイッチとワイヤにより接続されており、操作者により回転操作されたダイヤル式スイッチの位置に応じて外気吸入口５３から外気を吸入する外気吸入モードと内気吸入口５４から内気を吸入する内気吸入モードとが切換わるようになっている。

外気吸入口５３の近傍には、外気温センサ４３が設置されている。
内外気切換えダンパ５５の下流側には、ブロア５６が設置されている。ブロア５６は、空調ダクト５１と一体に形成されているスクロールケーシング５７と、ブロアモータ５８と、ブロアモータ５８により回転駆動される遠心式ファン５９と、によって構成されている。

遠心式ファン５９は、ブロアモータ５８に供給される制御電圧の電圧値に応じた回転速度で回転する。したがって、遠心式ファン５９により車室内に供給される空調用空気の送風量は、ブロアモータ５８に供給された制御電圧によって制御されるようになっている。

ブロアスイッチ４６は、プッシュ式のスイッチにより構成され、このスイッチが操作者によりブロア５６のオン状態およびオフ状態を切換えるよう操作されると、操作位置に応じた信号を空調ＥＣＵ４１に出力するようになっている。

また、エンジンＥＣＵ４０は、空調ＥＣＵ４１を介してブロアスイッチ４６の信号を取得し、ブロア５６がオン状態か否かを判断するようになっている。
したがって、エンジンＥＣＵ４０は、空調装置５０のブロア５６の作動を検出する作動検出手段を構成している。

ブロア５６の下流側には、冷媒圧縮器としてのエバポレータ６１が設置されている。このエバポレータ６１は、空調ダクト５１の空気通路の全面を塞ぐように配置されており、通過する空気を冷却するクーラーとして機能する。

エバポレータ６１の下流側には、温水式ヒータとしてのヒータコア１６が設置されている。空調用空気は、ヒータコア１６を通過すると、エンジン１０（図１参照）から経路２８（図１参照）を介してヒータコア１６に供給された冷却水の熱により加熱される。

このヒータコア１６の上流側には、ヒータコア１６を通過する空気流量を調節するためのエアミックスダンパ６３が設置されている。エアミックスダンパ６３は、図示しないコントロールパネルに設置されたダイヤル式スイッチとワイヤにより接続されており、操作者によるダイヤル式スイッチの操作位置に応じて、ヒータコア１６を通過する空気流量が最小になるマックスクール（ＭＡＸＣＯＯＬ）状態に対応する位置と、ヒータコア１６を通過する空気流量が最大になるマックスホット（ＭＡＸＨＯＴ）状態に対応する位置との間で連続的に位置が変化するようになっている。

ヒータコア１６の下流側には、車両１の図示しないフロント窓ガラスの内面に空調用空気を吹出すためのフロントデフロスタ吹出口６５と、車両１の運転者および助手席搭乗者の足元に空調用空気を吹出すための足元吹出口６６と、車両１の運転者および助手席搭乗者の頭部や胸部に向けて空調用空気を吹出すためのフェイス吹出口６７とが形成されている。フェイス吹出口６７は、フロントインストルメントパネルに配置されたセンタレジスタおよびサイドレジスタによって構成されている。

フロントデフロスタ吹出口６５、足元吹出口６６およびフェイス吹出口６７の上流側には、それぞれの吹出口の開閉状態を切換えるための切換えダンパ６８、６９、７０が設置されている。切換えダンパ６８、６９、７０は、図示しないコントロールパネルに設置されたダイヤル式スイッチとワイヤにより接続されており、ダイヤル式スイッチの操作位置に応じて、それぞれの切換えダンパ６８、６９、７０の開閉状態が切換わるようになっている。

以下、本発明の実施の形態に係る冷却装置の制御手段を構成するエンジンＥＣＵの特徴的な構成について、図１および図２を参照して説明する。

冷却装置の制御手段を構成するエンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２により検出された冷却水温、外気温センサ４３により検出された外気温およびエバ後温度センサ４４により検出された空調用空気の温度に基づいて切換え弁を制御するようになっている。

具体的には、エンジンＥＣＵ４０は、外気温センサ４３により検出された外気温と、エバ後温度センサ４４により検出された空調用空気との温度差を算出し、温度差が温度差用閾値より大きければ、空調用空気の冷却が最大限に要求されており、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であると判断するようになっている。温度差用閾値は、エバポレータ６１が正常に稼動している場合に空調用空気が通常冷却される温度と、外気温との温度差に応じて予め定められており、例えば２５℃に設定されている。

また、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２により検出された冷却水温が水温用閾値より高いか否かを判断する。水温用閾値は、冷却水がヒータコア１６に供給された場合に空調用空気の冷却効率が低下する可能性のある温度として予め実験的な測定などにより定められており、例えば６５℃に設定されている。

したがって、エンジンＥＣＵ４０は、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であり、かつ、冷却水温が水温用閾値より高いと判断した場合には、後述する暖機運転状態以外には、ヒータコア１６への冷却水の供給が遮断されるよう三方弁１８を制御し、空調用空気の冷却効率を高めるようになっている。

また、エンジンＥＣＵ４０は、外気温センサ４３により検出された外気温と、エバ後温度センサ４４により検出された空調用空気との温度差を算出し、その結果、外気温および空調用空気の温度が略等しければ、空調用空気として、車両の高速走行時の動圧により外気が導入される外気導入状態であると判断するようになっている。

さらに、エンジンＥＣＵ４０は、この外気導入状態において、外気温センサ４３により検出された外気温が外気温用閾値未満であり、車速センサ４５により検出された車速が８０Ｋｍ／ｈ以上であり、かつ、空調ＥＣＵ４１を介してブロアスイッチ４６から入力された信号がブロア５６のオフを表していたならば、ヒータ要求を伴う外気の導入であると判断する。この場合、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水がヒータコア１６に供給されるよう三方弁１８を制御するようになっている。なお、外気温用閾値は、例えば２０℃に設定されている。

また、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２およびＣＶＴ油温センサ４７から入力された信号に基づいて、冷却水温が水温用閾値より低く、ＣＶＴ油温が油温用閾値より低いならば、エンジン１０が暖機運転状態であると判断するようになっている。

この暖機運転状態において、エンジンＥＣＵ４０は、エンジン１０の出力が不安定になることを防止するため、冷却水温が７０℃に達するまではフューエルカットの実行を禁止するようになっている。また、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温が上昇し７０℃に達すると、暖機運転状態を終了し、減速時など所定の条件下においてフューエルカットを実行するようになっている。

図３は、本実施の形態に係るエンジンの始動時における冷却水温およびＣＶＴ油温の時間的変化を示すグラフである。

エンジンの始動時にＣＶＴウォーマに冷却水を供給する従来の冷却装置においては、ＣＶＴウォーマによって冷却水の熱がＣＶＴＦに分配されるため、ＣＶＴ油温が早く上昇するものの（細線７２）、冷却水温の上昇は遅くなり（細線７３）、フューエルカットの実行開始温度である７０℃に到達するまでに約４５０秒かかることになる。

これに対し、本実施の形態に係る冷却装置においては、エンジンＥＣＵ４０は、暖機運転状態において冷却水温の上昇が早まるよう、三方弁１８を制御してＣＶＴウォーマ１４への冷却水の供給を遮断し、冷却水の熱がＣＶＴＦに分配されることを防止する。
したがって、ＣＶＴ油温の上昇が遅くなるものの（太線７４）、エンジンの始動から約２２０秒後には冷却水温が７０℃に達し（太線７５）、エンジンＥＣＵ４０がフューエルカットの実行禁止を解除する。これにより、エンジン１０の暖機運転時間が短縮され、車両１の燃費が向上されるようになっている。
なお、油温用閾値は、例えば１３０℃に設定されている。また、水温用閾値は、上記のように６５℃に設定されている。これらの値は、予め実験的な測定などによりそれぞれ求められている。

図１および図２に戻り、エンジンＥＣＵ４０は、空調ＥＣＵ４１を介してブロアスイッチ４６から取得した信号がブロア５６のオン状態を表しており、ＣＶＴ油温センサ４７から入力された信号が油温用閾値より高いＣＶＴ油温を表しており、かつ、外気温センサ４３により検出された外気温と、エバ後温度センサ４４により検出された空調用空気との温度差を算出した結果、温度差が温度差用閾値より小さいと判断したならば、ＣＶＴ油温を下げる必要があり、かつ、ＭＡＸＣＯＯＬ状態でなくヒータ要求があると判断するようになっている。この場合、エンジンＥＣＵ４０は、三方弁１８を制御して、冷却水がＣＶＴウォーマ１４およびヒータコア１６のいずれにも供給されるようにする。エンジンＥＣＵ４０は、例えば外気温とエバ後温度との温度差が温度差用閾値である２５℃以下であるならば、ＭＡＸＣＯＯＬ状態でないと判断するようになっている。

図４ないし図６は、本実施の形態に係る冷却装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。

なお、以下の処理は、エンジンＥＣＵ４０を構成するＣＰＵによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵによって処理可能なプログラムを実現する。

まず、ステップＳ１において、エンジンＥＣＵ４０は、ＣＶＴ油温センサ４７から入力された信号に基づいて、ＣＶＴ油温が１３０℃以上であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、ＣＶＴ油温が１３０℃未満であると判断したならば（ステップＳ１でＮｏ）、ステップＳ１０に移行する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ＣＶＴ油温が１３０℃以上であると判断したならば（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２において、エンジンＥＣＵ４０は、ブロアスイッチ４６から入力される信号に基づいて、ブロア５６がオンであるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、ブロア５６がオンであるならば（ステップＳ２でＹｅｓ）、ステップＳ３に移行する。一方、ブロア５６がオフであると判断した場合には（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ３において、エンジンＥＣＵ４０は、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であるか否かを判断する。具体的には、エンジンＥＣＵ４０は、外気温センサ４３およびエバ後温度センサ４４から外気温およびエバ後温度を取得し、これらの温度差を算出する。その結果、外気温とエバ後温度との差が２５℃を超えているならば、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であると判断し、ステップＳ４に移行する。一方、外気温とエバ後温度との差が２５℃以下であるならば、ＭＡＸＣＯＯＬ以外の状態であると判断し、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ５において、エンジンＥＣＵ４０は、上記のステップＳ３と同様の方法によりＭＡＸＣＯＯＬ状態であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であると判断したならば（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ４に移行する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ＭＡＸＣＯＯＬ状態でないと判断したならば（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、エンジンＥＣＵ４０は、車速センサ４５から入力される信号に基づいて、車速が８０Ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、車速が８０Ｋｍ／ｈ未満であると判断したならば（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ４に移行する。一方、車速が８０Ｋｍ／ｈ以上であると判断したならば（ステップＳ６でＹｅｓ）、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７において、エンジンＥＣＵ４０は、外気導入状態か否かを判断する。具体的には、エンジンＥＣＵ４０は、外気温センサ４３およびエバ後温度センサ４４から外気温およびエバ後温度を取得し、外気温とエバ後温度とが略等しければ、外気導入状態であると判断する。

エンジンＥＣＵ４０は、外気導入状態でないと判断したならば（ステップＳ７でＮｏ）、ステップＳ４に移行する。一方、外気導入状態であると判断したならば（ステップＳ７でＹｅｓ）、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８において、エンジンＥＣＵ４０は、外気温センサ４３から入力される信号に基づいて、外気温が２０℃以上であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、外気温が２０℃以上であると判断したならば（ステップＳ８でＹｅｓ）、ステップＳ４に移行する。一方、外気温が２０℃未満であると判断したならば（ステップＳ８でＮｏ）、ステップＳ９に移行する。

エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ４に移行したならば、ＣＶＴウォーマ１４に冷却水が供給されるよう三方弁１８を制御して、Ｒｅｔｕｒｎに進む。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ９に移行したならば、ヒータコア１６およびＣＶＴウォーマ１４に冷却水が供給されるよう三方弁１８を制御して、Ｒｅｔｕｒｎに進む。

ステップＳ１０において、エンジンＥＣＵ４０は、ブロアスイッチ４６から入力される信号に基づいて、ブロア５６がオンであるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、ブロア５６がオンであると判断したならば（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ステップＳ１１に移行する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ブロア５６がオフであると判断したならば（ステップＳ１０でＮｏ）、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１１において、エンジンＥＣＵ４０は、上記のステップＳ３と同様の方法でＭＡＸＣＯＯＬ状態であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、ＭＡＸＣＯＯＬ状態でないと判断したならば（ステップＳ１１でＮｏ）、ステップＳ１３に移行する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であると判断したならば（ステップＳ１１でＹｅｓ）、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２において、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２から入力される信号に基づき、冷却水温が６５℃以上であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温が６５℃以上であると判断したならば（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ステップＳ１６に移行する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温が６５℃未満であると判断したならば（ステップＳ１２でＮｏ）、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１４において、エンジンＥＣＵ４０は、上記のステップＳ３と同様の方法で、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であるか否かを判断し（ステップＳ１４）、判断の結果、ＭＡＸＣＯＯＬ状態であるならば（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ステップＳ１５に移行する。一方、ＭＡＸＣＯＯＬ状態でないならば（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１５において、エンジンＥＣＵ４０は、上記のステップＳ１２と同様の方法で、冷却水温が６５℃以上であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温が６５℃以上であると判断したならば（ステップＳ１５でＹｅｓ）、ステップＳ１６に移行する。一方、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温が６５℃未満であると判断したならば（ステップＳ１５でＮｏ）、ステップＳ１３に移行する。

エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ１３に移行したならば、ヒータコア１６に冷却水が供給されるよう三方弁１８を制御し、Ｒｅｔｕｒｎに進む。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ１６に移行したならば、ＣＶＴウォーマ１４に冷却水が供給されるよう三方弁１８を制御し、Ｒｅｔｕｒｎに進む。

ステップＳ１７において、エンジンＥＣＵ４０は、車速センサ４５から入力される信号に基づいて、車速が８０Ｋｍ／ｈ以上であるか否かを判断する。エンジンＥＣＵ４０は、車速が８０Ｋｍ／ｈ以上であると判断したならば（ステップＳ１７でＹｅｓ）、ステップＳ１８に移行する。一方、車速が８０Ｋｍ／ｈ未満であると判断したならば（ステップＳ１７でＮｏ）、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ１８において、エンジンＥＣＵ４０は、上記のステップＳ７と同様の方法により、外気導入状態であるか否かを判断する。判断の結果、外気導入状態であるならば（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１９に移行する。一方、外気導入状態でないならば（ステップＳ１８でＮｏ）、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ１９において、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２から入力される信号に基づき、冷却水温が６５℃以上であるか否かを判断する。判断の結果、冷却水温が６５℃以上であるならば（ステップＳ１９でＹｅｓ）、ステップＳ２０に移行する。一方、冷却水温が６５℃未満であるならば（ステップＳ１９でＮｏ）、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２０において、エンジンＥＣＵ４０は、外気温センサ４３から入力される信号に基づいて、外気温が２０℃以上であるか否かを判断する。判断の結果、外気温が２０℃未満であるならば（ステップＳ２０でＮｏ）、ステップＳ２１に移行する。一方、外気温が２０℃以上であるならば（ステップＳ２０でＹｅｓ）、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２２において、エンジンＥＣＵ４０は、冷却水温センサ４２から入力される信号に基づき、冷却水温が６５℃以上であるか否かを判断する。判断の結果、冷却水温が６５℃以上であるならば（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２３に移行する。一方、冷却水温が６５℃未満であるならば（ステップＳ２２でＮｏ）、ステップＳ２１に移行する。

エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ２１に移行したならば、ヒータコア１６に冷却水が供給されるよう三方弁１８を制御し、Ｒｅｔｕｒｎに進む。一方、エンジンＥＣＵ４０は、ステップＳ２３に移行したならば、ＣＶＴウォーマ１４に冷却水が供給されるよう三方弁１８を制御し、Ｒｅｔｕｒｎに進む。

以上のように、本発明の実施の形態に係るエンジン１０の冷却装置においては、車室内温度を検出しないマニュアルエアコンを搭載した車両１であっても、外気温センサ４３により検出された外気温およびエバ後温度センサ４４により検出された空調用空気の温度に基づいて、空調用空気に対して冷却および加熱のいずれが要求されているかを判断できるので、エンジン１０からの冷却水をヒータ経路および変速機経路に最適に分配することができる。

また、エバ後温度センサ４４により検出された空調用空気の温度と外気温センサ４３により検出された外気温との差が温度差用閾値より大きい場合には、エバポレータ６１による空調用空気の冷却が最大限に要求されていると判断でき、水温が水温用閾値より高い冷却水をヒータコア１６に不必要に供給することを防止することができる。この結果、空調用空気に対する冷却効率を向上させることができる。

また、エバ後温度センサ４４により検出された空調用空気の温度と外気温センサ４３により検出された外気温との差が略等しいと、車両走行時の動圧による外気の導入が要求されていると判断でき、外気温センサ４３により検出された外気温が外気温用閾値より低いと、空調用空気の加熱が要求されていると判断できるので、エンジン１０からの冷却水をヒータコア１６に適切に分配することができる。

また、ＣＶＴ油温センサ４７により検出された油温が油温用閾値より低く、冷却水温センサ４２により検出された水温が水温用閾値より低い場合には、ＣＶＴウォーマ１４に供給される冷却水を遮断するとともに、エンジン１０からの冷却水をヒータコア１６に供給することができる。この結果、エンジン１０の暖機運転を促進させ暖機運転時間を短縮させることができるので、車両１の燃費を向上させることができる。

また、ＣＶＴ油温センサ４７により検出された油温が油温用閾値より高いと、ＣＶＴ１３の潤滑油の冷却が必要であると判断することができ、ブロア５６が作動状態でエバ後温度センサ４４により検出された空調用空気の温度と外気温との差が温度差用閾値より小さいと、空調用空気の加熱が要求されていると判断することができ、ＣＶＴ１３の潤滑油の冷却および空調用空気の加熱を同時に実行することができる。

なお、以上の説明においては、本発明に係る冷却装置がＣＶＴを搭載した車両に適用される場合について説明したが、これに限らず、本発明に係る冷却装置が有段式の自動変速機を搭載した車両に適用されてもよい。この場合、冷却装置は、自動変速機の潤滑油（ＡＴＦ）と冷却水との間で熱交換を行うためのＡＴＦウォーマをＣＶＴウォーマの代わりに備えるようにする。

また、以上の説明においては、空調装置がマニュアルエアコンにより構成される場合について説明した。しかしながら、空調装置がオートエアコンおよびマニュアルエアコンを選択可能なエアコンにより構成されていてもよい。この場合、エンジンＥＣＵ４０は、オートエアコンが選択されているならば、車室内温度、設定温度および外気温に基づいて決定される温度コントロール情報を空調装置から取得してヒータ要求を判断するとともに、内外気切換え情報を取得して外気導入状態か否かを判断するようにする。

また、上記の各処理が、エンジンＥＣＵ４０を構成するＣＰＵによって所定の時間間隔で実行される場合について説明したが、これに限定されず、図示しないトランスミッションＥＣＵによって所定の時間間隔で実行されるようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る内燃機関の冷却装置は、車室内の温度を検出しないマニュアルエアコンを搭載した車両であっても、冷却水をミッションウォーマおよびヒータコアに最適に分配することができるという効果を奏するものであり、車両に搭載される内燃機関の冷却装置に有用である。

本発明の実施の形態に係る冷却装置を搭載した車両の概略構成図である。 本実施の形態に係る空調装置の概略構成図である。 本実施の形態に係るエンジンの始動時における冷却水温およびＣＶＴ油温の時間的変化を示すグラフである。 本実施の形態に係る冷却装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態に係る冷却装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態に係る冷却装置の制御処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
１０ エンジン（内燃機関）
１１ シリンダヘッド
１２ シリンダブロック
１３ ＣＶＴ
１４ ＣＶＴウォーマ（変速機の熱交換器、変速機経路）
１６ ヒータコア（ヒータ経路）
１８ 三方弁（切換え手段）
２６ 経路（ヒータ経路、変速機経路）
２８ 経路（ヒータ経路）
３０ 経路（変速機経路）
３１ 経路（ヒータ経路、変速機経路）
４０ エンジンＥＣＵ（制御手段、作動検出手段）
４１ 空調ＥＣＵ
４２ 冷却水温センサ
４３ 外気温センサ
４４ エバ後温度センサ（温度センサ）
４５ 車速センサ
４６ ブロアスイッチ
４７ ＣＶＴ油温センサ（油温センサ）
５０ 空調装置
５１ 空調ダクト
５６ ブロア（送風機）
６３ エアミックスダンパ

Claims (5)

1. 内燃機関からの冷却水を変速機の熱交換器および空調装置のヒータコアに循環させて、変速機の油温と空調用空気の温度の調節を行う内燃機関の冷却装置であって、
   外気温を検出する外気温センサと、
   前記空調装置における前記ヒータコアの上流側に設けられた冷媒圧縮機を通過した空調用空気の温度を検出する温度センサと、
   前記内燃機関からの冷却水を前記ヒータコアを経て前記内燃機関に戻すためのヒータ経路と、前記内燃機関からの冷却水を前記ヒータコアの上流側で前記ヒータ経路から分岐して前記変速機の熱交換器を経て前記内燃機関に戻す変速機経路と、のうち少なくとも何れか一方に切換える切換え手段と、
   前記切換え手段による前記冷却水の経路の切換えを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段が、前記外気温センサにより検出された外気温および前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度に基づいて前記切換え手段を制御することを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 前記冷却水の水温を検出する冷却水温センサをさらに備え、
   前記制御手段が、前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度と前記外気温センサにより検出された前記外気温との差が温度差用閾値より大きく、かつ、前記冷却水温センサにより検出された水温が水温用閾値より高いことを条件に、前記ヒータコアに供給される前記冷却水を遮断するよう前記切換え手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
3. 前記制御手段が、前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度と前記外気温センサにより検出された前記外気温との差が略等しく、かつ、前記外気温センサにより検出された前記外気温が外気温用閾値より低いことを条件に、前記内燃機関からの冷却水を前記ヒータコアに供給するよう前記切換え手段を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の冷却装置。
4. 前記冷却水の水温を検出する冷却水温センサと、
   前記変速機の油温を検出する油温センサと、をさらに備え、
   前記制御手段が、前記油温センサにより検出された油温が油温用閾値より低く、かつ、前記冷却水温センサにより検出された水温が水温用閾値より低いことを条件に、前記変速機の熱交換器に供給される前記冷却水を遮断するよう前記切換え手段を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の冷却装置。
5. 前記空調装置の送風機の作動を検出する作動検出手段をさらに備え、
   前記制御手段が、前記作動検出手段により前記送風機の作動が検出されており、前記油温センサにより検出された油温が油温用閾値より高く、かつ、前記温度センサにより検出された前記空調用空気の温度と前記外気温との差が温度差用閾値より小さいことを条件に、前記冷却水が前記変速機の熱交換器および前記ヒータコアに分配されるよう前記切換え手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の冷却装置。

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