JP2010216411A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン冷却装置において、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、オイル温度が低下してエンジン燃費が悪化するのを抑制する。
【解決手段】ポンプ制御部２４ｂは、暖機中であって、無負荷状態又は低負荷状態のときには、冷却水の流通状態が、順次、流通停止状態、第１流通状態になるように電動ポンプ１９を作動させる一方、暖機中であって、高負荷状態のときには、冷却水の流通状態が第１流通状態よりも冷却水の流通量が多い第２流通状態になるように電動ウォータポンプ１９を作動させる。冷却水回路に、オイルクーラ３１が配設されたオイルクーラ通路２２を設ける。冷却水回路に設けられた遮断弁２３と、暖機中であって、無負荷状態又は低負荷状態のときに、遮断弁２３を開弁する一方、暖機中であって、高負荷状態のときに、遮断弁２３を閉弁する遮断弁制御部２４ａとをさらに備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン本体部との間で冷却液を循環させるための冷却液回路における冷却液の流通状態をエンジン暖機中に少なくとも流通停止状態と第１流通状態とに変更可能な電動ウォータポンプと、該電動ウォータポンプを作動させるポンプ制御手段とを備えているエンジンの冷却装置に関するものである。

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ォータポンプを駆動して、冷却液をシリンダブロックやシリンダヘッドのウォータジャケットに流通させ、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、そのエンジン本体部とラジエータとの間の冷却液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液の流れを遮断する一方、ラジエータを迂回して冷却液をエンジン本体部に循環させることにより、エンジン本体部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ォータポンプが作動することから、エンジン本体部で冷却液が活発に流動してしまい、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、機械式ポンプの代わりに電動式のウォータポンプを用いて、エンジンの運転状態に関係なく、ウォータジャケットにおける冷却液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部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液の循環を停止するとともに、ウォータジャケットにおける冷却液の流通自体も停止させるようにしている。

しかしながら、上記提案のようにエンジン冷機時にウォータジャケットの冷却液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、冷却液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、冷却液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、冷却液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。

そこで、エンジン冷機時には、エンジン冷間始動から設定時間が経過するまで冷却液の流通を停止し、その後、冷却液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が提案されている（例えば特許文献２を参照）。

すなわち、例えば電動ポンプの間欠運転等により、ウォータジャケットの冷却液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、ウォータジャケットの冷却液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、そうして冷却液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 特開２００７−２１８１１５号公報

特許文献２のものでは、エンジン冷間時には、エンジンが無負荷又は低負荷の運転域にあるとして、上記のように、冷却液の流通を停止させた後、冷却液を間欠的に流通させるようにしているが、エンジン冷機時に、エンジンが全負荷を含む高負荷の運転域になると、エンジン温度が上昇するのを抑制すべく、冷却液を連続的に流通させてその温度を低下させるのが望ましい。

ところで、従来より一般に、エンジン潤滑用のオイルは、オイル熱交換器において冷却液と熱交換させるようにしているが、冷却液の昇温に較べて遅れ気味に昇温する傾向にあり、エンジンの機械抵抗を下げる意味においてより一層昇温を早めることが好ましい。しかし、上記のようにエンジン冷機時に冷却液温度を低下させると、エンジン暖機中にも拘わらず、オイルは比較的低温の冷却液と熱交換して冷却されてその温度が低下してしまい、その結果としてエンジンの機械抵抗が高くなり、エンジン燃費が悪化することがある。

本発明は、か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、エンジン本体部との間で冷却液を循環させるための冷却液回路における冷却液の流通状態をエンジン暖機中に少なくとも流通停止状態と第１流通状態とに変更可能な電動ウォータポンプと、該電動ウォータポンプを作動させるポンプ制御手段とを備えているエンジンの冷却装置において、エンジン暖機中における冷却液の昇温を早めるとともにエンジンの信頼性を維持しつつ、エンジン暖機中の負荷状態が高負荷状態のときに、オイル温度が低下してエンジン燃費が悪化するのを抑制することにある。

第１の発明は、エンジン本体部との間で冷却液を循環させるための冷却液回路における冷却液の流通状態をエンジン暖機中に少なくとも流通停止状態と第１流通状態とに変更可能な電動ウォータポンプと、該電動ウォータポンプを作動させるポンプ制御手段とを備えているエンジンの冷却装置であって、上記ポンプ制御手段は、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が無負荷状態又は低負荷状態のときには、上記冷却液回路において冷却液の流通状態が、順次、上記流通停止状態、上記第１流通状態になるように上記電動ウォータポンプを作動させる一方、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が全負荷運転を含む高負荷状態のときには、上記冷却液回路において冷却液の流通状態が上記第１流通状態よりも冷却液の流通量が多い第２流通状態になるように上記電動ウォータポンプを作動させるように構成されており、上記冷却液回路には、オイルを冷却液と熱交換するオイル熱交換器が配設されたオイル熱交換器通路が設けられており、上記冷却液回路に設けられ、該オイル熱交換器通路への冷却液の流通を遮断可能な遮断弁と、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が無負荷状態又は低負荷状態のときに、上記遮断弁を開弁する一方、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、上記遮断弁を閉弁する遮断弁制御手段とをさらに備えていることを特徴とするものである。

これにより、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときには、局所的に温度が高くなることから、冷却液の流通量を多くするが、循環する冷却水の温度が比較的に低いままである。この状況下で、遮断弁制御手段により、遮断弁を閉弁するので、オイル熱交換器が配設されたオイル熱交換器通路への冷却液の流通が遮断される。このため、オイルがオイル熱交換器において比較的低温の冷却液と熱交換して冷却されて却ってその温度が低下するのを抑制することができる。よって、エンジン燃費が悪化するのを抑制することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷却液回路は、上記エンジン本体部とラジエータとの間で冷却液を循環させるためのメイン回路と、上記ラジエータを迂回して上記エンジン本体部との間で冷却液を循環させるためのサブ回路とを有しており、冷却液を循環させる回路を上記メイン回路と上記サブ回路とに変更可能な冷却液回路可変手段と、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、冷却液を循環させる回路が上記メイン回路になるように上記冷却液回路可変手段を作動させる冷却液回路制御手段とをさらに備えていることを特徴とするものである。

これにより、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときには、冷却液回路制御手段により、冷却液を循環させる回路がエンジン本体部とラジエータとの間で冷却液を循環させるためのメイン回路になるように冷却液回路可変手段を作動させるので、冷却液がラジエータにおいて外気と熱交換して冷却されてその温度がより一層低下する。このため、エンジン温度が局所的に上昇するのを一層確実に抑制することができ、エンジンの信頼性を向上させることができる。

また、上記のように、冷却液の温度がより一層低下するが、本発明では、オイルがオイル熱交換器においてその低温の冷却液と熱交換して冷却されてその温度が低下するのを抑制することができるので、エンジン燃費が悪化するのを抑制することができる。

第３の発明は、上記第１又は２の発明において、オイルパンからのオイルを上記エンジン本体部に供給するためのオイル通路には、上記オイル熱交換器の下流側に、該オイル熱交換器内を流通した上記オイルパンからのオイルのうち上記オイルパンに戻すオイルの量を調整することで上記エンジン本体部に供給されるオイルの量を調整可能なオイル調量手段が配設されていることを特徴とするものである。

これにより、オイル調量手段により、オイル熱交換器内を流通したオイルパンからのオイルのうちオイルパンに戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部に供給されるオイルの量を調整するので、オイルパンからのオイルのうちオイルパンに戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部に供給されるオイルの量を調整した後に、その調量されたオイルをオイル熱交換器内を流通させる場合と比較して、オイル熱交換器に供給されるオイルの量を増加させることができる。このため、オイルをオイル熱交換器において冷却液と高効率で熱交換させることができ、オイル全体の温度を上昇させることができる。よって、エンジン暖機を促進することができる。

第４の発明は、上記第３の発明において、上記オイル通路には、上記オイル熱交換器の下流側に上記オイル調量手段としてのリリーフ弁を有するオイルポンプが配設されていることを特徴とするものである。

これにより、本発明の最良の実施形態を実現することができる。

また、上記のように、オイル全体の温度を上昇させることができるので、オイルの粘度を低減することができ、作動油圧を低下させることができる。このため、オイル熱交換器内を流通したオイルパンからのオイルのうちオイルパンに戻すオイルの量を低減させることができる。よって、リリーフ損失を低減することができ、エンジン暖機をより一層促進することができる。

本発明によれば、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときには、遮断弁制御手段により、遮断弁を閉弁するので、オイル熱交換器が配設されたオイル熱交換器通路への冷却液の流通が遮断され、このため、オイルがオイル熱交換器において比較的低温の冷却液と熱交換して冷却されてその温度が低下するのを抑制することができ、よって、エンジン燃費が悪化するのを抑制することができる。

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。

（実施形態１）
−エンジン冷却装置の構成−
図１は、本発明の実施形態１に係るエンジン冷却装置Ａ及びエンジン油温制御装置Ｂの構成を模式的に示す。このエンジン冷却装置Ａは、エンジン（例えば直列４気筒エンジン）の本体部１０を構成するシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２にそれぞれ形成されたウォータジャケット１３，１４と、外気によって冷却水（冷却液）を冷やすために車両の前部等に配設されたラジエータ１５と、このラジエータ１５及びエンジン本体部１０の間で冷却水を循環させるための第１及び第２通路１６，１７と、ラジエータ１５を迂回してエンジン本体部１０との間で冷却水を循環させるためのバイパス通路１８と、シリンダブロック１１のウォータジャケット１３に冷却水を送給する電動ウォータポンプ（以下、単に電動ポンプといい、Ｗ／Ｐともいう）１９とを備えている。

尚、シリンダブロック１１のウォータジャケット１３、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４、第１及び第２通路１６，１７、後述の導入路２０、並びに後述の導出路２１、又はシリンダブロック１１のウォータジャケット１３、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４、第１及び第２通路１６，１７、導入路２０、導出路２１、並びに後述のオイルクーラ通路２２がメイン回路を構成している。また、シリンダブロック１１のウォータジャケット１３、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４、第１通路１６、バイパス通路１８、導入路２０、及び導出路２１、又はシリンダブロック１１のウォータジャケット１３、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４、第１通路１６、バイパス通路１８、導入路２０、導出路２１、及びオイルクーラ通路２２がサブ回路を構成している。そして、これらのメイン回路及びサブ回路が冷却水回路（冷却液回路）を構成している。

シリンダブロック１１のウォータジャケット１３は、４つのシリンダ（図示せず）の外周を囲むようにしてシリンダブロック１１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、その前端部に開口する導入路２０を介して電動ポンプ１９の吐出側に連通している。

また、シリンダブロック１１のウォータジャケット１３は、シリンダブロック１１の前端側のトップデッキに形成された主要な孔部（図示せず）と、シリンダヘッド１２の前端側のボトムデッキに形成された主要な孔部（図示せず）とを介して、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４にも連通しており、これにより、上記のようにシリンダブロック１１のウォータジャケット１３を流れる冷却水は、順次、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４に流通するようになっている。

シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４は、各シリンダ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シリンダヘッド１２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２１を介して第１通路１６に連通している。また、その導出路２１には、オイルクーラ３１との間で冷却水を循環させるためのオイルクーラ通路２２（オイル熱交換器通路）も連通している。このオイルクーラ通路２２は、第１通路１６の上流端部から分岐して、この分岐部よりも下流側で第１通路１６に合流している。以上により、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４を流通した比較的高温の冷却水は、導出路２１から第１通路１６又はオイルクーラ通路２２に流出するようになる。そして、オイルクーラ通路２２内を流通する比較的高温の冷却水は、オイルクーラ通路２２に配設されたオイルクーラ３１においてオイルと熱交換した後に、第１通路１６に流出する。

また、第１通路１６の下流端部はラジエータ１５のアッパタンクに接続されており、第１通路１６内を流通した比較的高温の冷却水は、ラジエータ１５において外気と熱交換して冷却された後に、ラジエータ１５のロワタンクに接続されている第２通路１７に流出し、この第２通路１７内を流通して電動ポンプ１９の吸入側に戻される。

この実施形態では、第１通路１６とオイルクーラ通路２２との分岐部に、導出路２１からの冷却水が流通する通路を切り換える遮断弁（方向切換弁）２３が設けられている。

すなわち、遮断弁２３が開弁しているときには、導出路２１からの冷却水は、オイルクーラ通路２２を流通する一方、遮断弁２３が閉弁すれば、導出路２１からの冷却水は、オイルクーラ通路２２を流通することなく、オイルクーラ３１を迂回して第１流路１６に流入するようになっている。

遮断弁２３は、例えば従来周知のソレノイド式の開閉弁であり、その作動が、エンジンコントロールユニット２４（以下、ＥＣＵという）の遮断弁制御手段としての遮断弁制御部２４ａによって制御されるようになっている。言い換えると、遮断弁２３は、ＥＣＵ２４の遮断弁制御部２４ａによりその作動状態を制御され、オイルクーラ通路２２への冷却水の流通を遮断可能な遮断弁を構成している。

バイパス通路１８は、第１通路１６の途中で分岐している。電動ポンプ１９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、ＥＣＵ２４のポンプ制御手段としてのポンプ制御部２４ｂ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１９は、ＥＣＵ２４のポンプ制御部２４ｂによりその作動状態を制御され、エンジン本体部１０との間で冷却水を循環させるための冷却水回路における冷却水の流通状態を変更可能な電動ウォータポンプを構成している。

この実施形態では、電動ポンプ１９の吸入側に隣接して、外部駆動式のサーモスタット（以下、単にサーモスタットといい、ＥＴＳともいう）２５が設けられていて、このサーモスタット２５に第２通路１７及びバイパス通路１８の各下流端部がそれぞれ接続されている。そして、第２通路１７及びバイパス通路１８がサーモスタット２５を介して、電動ポンプ１９の吸入口に開閉可能に連通されている。

すなわち、サーモスタット２５が全閉しているときには、第２通路１７を閉じてバイパス通路１８を開く一方、サーモスタット２５が開き始めると、バイパス通路１８からの冷却水の流れを絞り、サーモスタット２５が全開になれば、第２通路１７を開いてバイパス通路１８を閉じるようになっている。

サーモスタット２５は、例えばワックスによって開閉する従来周知のものであり、そのワックスを加熱するコイルの作動が、ＥＣＵ２４の冷却液回路制御手段としての冷却水回路制御部２４ｃによって制御されるようになっている。言い換えると、サーモスタット２５は、ＥＣＵ２４の冷却水回路制御部２４ｃによりその作動状態を制御され、冷却水を循環させる回路をメイン回路とサブ回路とに変更可能な冷却液回路可変手段を構成している。

ＥＣＵ２４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１９や遮断弁２３、サーモスタット２５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、ＥＣＵ２４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２６（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２７からの信号と、例えばシリンダヘッド１２の導出路２１に配設された水温センサ２８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１９や遮断弁２３、サーモスタット２５への出力電圧を制御するようになっている。

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１９を停止させたり、Ｗ／Ｐパルス制御モードで運転したりするときには、ウォータジャケット１３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１１やシリンダヘッド１２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１２の排気側で最も高くなる一方、シリンダブロック１１の吸気側で最も低くなり、シリンダブロック１１の排気側では平均的な温度状態になる。

また、Ｗ／Ｐ停止時間縮小制御モードやＷ／Ｐ停止時間拡大制御モード、Ｗ／Ｐ連続運転制御モード、Ｗ／Ｐ通常制御モードのようにウォータジャケット１３，１４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。

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２に模式的に示すようになる。同図は、遮断弁２３が開いてサーモスタット２５が閉じているときの流れを矢印で示し、電動ポンプ１９によってシリンダブロック１１のウォータジャケット１３に送られた冷却水は、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１４にも流れ、オイルクーラ通路２２を流通した後に、第１通路１６及びバイパス通路１８を流通し、その後、電動ポンプ１９の吸入側に戻される。このとき、遮断弁２３が開いていることから、オイルクーラ３０との間で冷却水は流れる。また、サーモスタット２５が閉じていることから、ラジエータ１５との間では冷却水は流れない。尚、当然ながら、電動ポンプ１９が作動しなければ、上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。

一方、遮断弁２３が開いてサーモスタット２５が開いているときには、電動ポンプ１９からの冷却水は、図３に矢印で示すようにシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２のウォータジャケット１３，１４並びにオイルクーラ通路２２を流通した後に、第１及び第２通路１６，１７を流通し、その後、電動ポンプ１９の吸入側に戻されるようになる。このとき、サーモスタット２５が開いていることから、ラジエータ１５との間で冷却水は流れる。

また、遮断弁２３が閉じてサーモスタット２５が閉じているときには、電動ポンプ１９からの冷却水は、図４に矢印で示すようにシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２のウォータジャケット１３，１４を流通した後に、第１通路１６及びバイパス通路１８を流通し、その後、電動ポンプ１９の吸入側に戻されるようになる。このとき、遮断弁２３が閉じていることから、オイルクーラ３１との間では冷却水は流れない。

さらに、遮断弁２３が閉じてサーモスタット２５が開いているときには、電動ポンプ１９からの冷却水は、図５に矢印で示すようにシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２のウォータジャケット１３，１４を流通した後に、第１及び第２通路１６，１７を流通し、その後、電動ポンプ１９の吸入側に戻されるようになる。

−エンジン油温制御装置の構成−
エンジン油温制御装置Ｂは、図１に示すように、エンジン潤滑用のオイルをエンジン本体部１０の各部へ圧送するオイルポンプ３０と、オイルを冷却水と熱交換するオイルクーラ３１と、オイルパン３２からのオイルをエンジン本体部１０に供給するためのオイル通路を構成する第１〜第３オイル通路３３〜３５とを備えている。

第１オイル通路３３の上流端部は、オイルポンプ３０へ侵入する異物を取り除くオイルストレーナー３６に連通している一方、その下流端部は、オイルポンプ３０の吸入側に連通している。

オイルポンプ３０は、例えばエンジン本体部１０のクランク軸の回転によってオイルパン３２内のオイルを吸い上げてエンジン本体部１０に送り出す従来周知のものである。オイルポンプ３０には、リリーフ孔（図示せず）と、このリリーフ孔を開閉するリリーフ弁３０ａとが設けられており、エンジン回転数が高くなったときに、リリーフ弁３０ａによりリリーフ孔を開放して、第１オイル通路３３内を流通したオイルの一部をリリーフ孔から吐出させてオイルパン３２にオイルリリーフ通路３７を介して戻すことにより、エンジン本体部１０に供給されるオイルの圧力ないし量の安定化を図るようになっている。言い換えると、リリーフ弁３０ａは、オイルポンプ３０内に流入したオイルのうちオイルパン３２に戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部１０に供給されるオイルの量を調整可能なオイル調量手段を構成している。

第２オイル通路３４の上流端部は、オイルポンプ３０の吐出側に連通している一方、その下流端部は、オイルクーラ３１のオイル入口に連通している。言い換えると、上記オイル通路には、オイルクーラ３１の上流側にオイルポンプ３０が配設されている。

オイルクーラ３１は、高温になり過ぎたオイルを冷やして温度を下げる従来周知のものであるが、その一方で、低温のオイルをその温度より高い冷却水と熱交換して、オイル温度を高くする、オイルウォーマの機能を有する。そして、第２オイル通路３４内を流通したオイルは、オイルクーラ３１において冷却水と熱交換した後に、オイルクーラ３１のオイル出口に接続されている第３オイル通路３５に流出する。

第３オイル通路３５の下流端部は、エンジン本体部１０に連通している。そして、第３オイル通路３５内を流通したオイルは、エンジン本体部１０の回転系の要潤滑部位や要冷却部位などの各部に供給され、その後、オイルパン３２にオイル戻り通路３８を介して戻される。

−電動ポンプの作動制御−
次に、ＥＣＵ２４のポンプ制御部２４ｂによる電動ポンプ１９の作動制御について説明する。この電動ポンプ１９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１９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、ポンプ制御部２４ｂは、制御デューティ比を予め設定した時間間隔で切り替えて、電動ポンプ１９にパルス状に電圧を供給することにより、電動ポンプ１９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１９を作動させるパルス制御モードと、電動ポンプ１９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り替えて、電動ポンプ１９の作動状態を制御する。

より具体的に、上記通常制御モードは、制御マップ（図示せず）に基づいて電動ポンプ１９の回転数を制御する。この制御マップは、電動ポンプ１９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。

すなわち、通常制御モードは、エンジン暖機中であって、エンジン水温ｔｈが後述の目標上限水温ｔｈ２以上になったときに行われるＷ／Ｐ連続運転制御モードと、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が全負荷を含む高負荷状態のときや、エンジン暖機完了後に行われるＷ／Ｐ通常制御モードとからなり、Ｗ／Ｐ連続運転制御モードでは、図６（ｄ）、（ｅ）に示すように、電動ポンプ１９を、その吐出量がＷ／Ｐ通常制御モードよりも少なくなる（冷却水の流量がＷ／Ｐ通常制御モードよりも少なくなる）ように連続作動させる。

これに対し、上記パルス制御モードは、電動ポンプ１９を間欠的に作動させることにより、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４における冷却水の流通量が上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、エンジン暖機中であって、エンジン始動後に後述の設定時間ｔ１が経過したときに行われるＷ／Ｐパルス制御モードと、エンジン暖機中であって、エンジン水温ｔｈが目標下限水温ｔｈ１以上になったときに行われるＷ／Ｐ停止時間縮小制御モードと、このＷ／Ｐ停止時間縮小制御モードでの運転後であって、エンジン水温ｔｈが目標下限水温ｔｈ１よりも低くなったときに行われるＷ／Ｐ停止時間拡大制御モードとからなり、Ｗ／Ｐパルス制御モード、Ｗ／Ｐ停止時間縮小制御モード、及びＷ／Ｐ停止時間拡大制御モードでは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、電動ポンプ１９を、その吐出量が互いに同一になる（冷却水の流量が互いに同一になる）ように間欠作動させる。

Ｗ／Ｐパルス制御モードでは、図６（ａ）に示すように、電動ポンプ１９を、その１作動周期当たりの作動時間が停止時間（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１０内のウォータジャケット１３，１４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１９の瞬間的な作動時にはウォータジャケット１３，１４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周辺の局所的な温度上昇を抑制することができる。

一方、Ｗ／Ｐ停止時間縮小制御モードでは、図６（ｂ）に示すように、電動ポンプ１９を、その１作動周期（この１作動周期はＷ／Ｐパルス制御モードでの１作動周期と同じ時間）当たりの作動時間が時間の経過とともに長くなる（停止時間が時間の経過とともに短くなる）ように間欠作動させる。この結果、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４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り、その流通量は、時間の経過とともに多くなるが、通常制御モードにおいて電動ポンプ１９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、Ｗ／Ｐ停止時間縮小制御モードでは、ウォータジャケット１３，１４における冷却水の流通状態は、上記Ｗ／Ｐ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。

また、Ｗ／Ｐ停止時間拡大制御モードでは、図６（ｃ）に示すように、電動ポンプ１９を、その１作動周期（この１作動周期はＷ／Ｐパルス制御モードでの１作動周期と同じ時間）当たりの作動時間が時間の経過とともに短くなる（停止時間が時間の経過とともに長くなる）ように間欠作動させる。この結果、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４において冷却水は、極く僅かながら連続的に流通して、その流通量は、時間の経過とともに少なくなるとともに、通常制御モードにおいて電動ポンプ１９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、Ｗ／Ｐ停止時間拡大制御モードでは、ウォータジャケット１３，１４における冷却水の流通状態は、上記Ｗ／Ｐ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。

−遮断弁の作動制御−
次に、ＥＣＵ２４の遮断弁制御部２４ａによる遮断弁２３の作動制御について説明する。遮断弁制御部２４ａは、遮断弁２３を連続的に閉弁（全閉）させる閉弁状態と、遮断弁２３を連続的に開弁（全開）させる開弁状態とに切り替えて、遮断弁２３の作動状態を制御する。

より具体的に、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が無負荷状態又は低負荷状態のときや、エンジン暖機完了後に、遮断弁２３を開弁状態にする。この結果、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４からの冷却水は、オイルクーラ３１に流入するようになる。

これに対し、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、遮断弁２３を閉弁状態にする。この結果、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４からの冷却水は、オイルクーラ３１に流入しない。

−サーモスタットの作動制御−
次に、ＥＣＵ２４の冷却水回路制御部２４ｃによるサーモスタット２５の作動制御について説明する。このサーモスタット２５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、サーモスタット２５の開度をきめ細かく且つ高精度に制御することができる。

また、冷却水回路制御部２４ｃは、制御デューティ比を予め設定した時間間隔で切り替えて、サーモスタット２５にパルス状に電圧を供給することにより、サーモスタット２５を一定の周期で間欠的に開弁（全開）させることができるようになっている。そして、そのようにサーモスタット２５を作動させるパルス制御モードと、サーモスタット２５を連続的に開弁（全開）させるＥＴＳ開弁制御モードと、サーモスタット２５を連続的に閉弁（全閉）させるＥＴＳ閉弁制御モードに切り替えて、サーモスタット２５の作動状態を制御する。

より具体的に、上記ＥＴＳ開弁制御モードは、エンジン暖機完了後に行われ、サーモスタット２５を連続開弁させる。この結果、ラジエータ１５からの冷却水は、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４に連続的に流入するようになる。

また、上記ＥＴＳ閉弁制御モードは、エンジン暖機中であって、エンジン水温ｔｈが目標上限水温ｔｈ２以上になるまで行われ、サーモスタット２５を連続閉弁させる。この結果、ラジエータ１５からの冷却水は、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４に流入しない。

これに対し、上記パルス制御モードは、サーモスタット２５を間欠的に開弁させることにより、ラジエータ１５からのエンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４への冷却水の流入量が上記ＥＴＳ開弁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、エンジン暖機中であって、エンジン水温ｔｈが目標上限水温ｔｈ２以上になったときに行われるＥＴＳパルス開弁制御モードと、このＥＴＳパルス開弁制御モードでの運転後であって、エンジン水温ｔｈが目標下限水温ｔｈ１よりも低くなったときに行われるＥＴＳ開弁時間縮小制御モードと、ＥＴＳパルス開弁制御モードでの運転後であって、エンジン水温ｔｈが目標上限水温ｔｈ２以上になったときに行われるＥＴＳ開弁時間拡大制御モードとからなる。

ＥＴＳパルス開弁制御モードでは、図７（ａ）に示すように、サーモスタット２５を、その１作動周期当たりの開弁時間が閉弁時間よりも短くなるように間欠開弁させる。こうすると、ラジエータ１５からの冷却水は、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４に間欠的に流入するようになる。

一方、ＥＴＳ開弁時間縮小制御モードでは、図７（ｂ）に示すように、サーモスタット２５を、その１作動周期（この１作動周期はＥＴＳパルス開弁制御モードでの１作動周期と同じ時間）当たりの開弁時間が時間の経過とともに短くなる（閉弁時間が時間の経過とともに長くなる）ように間欠開弁させる。この結果、ラジエータ１５からの冷却水は、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４に間欠的に流入するが、その流入量は、時間の経過とともに少なくなり、このことによって、冷却水温度は、時間の経過とともに高くなる。

また、ＥＴＳ開弁時間拡大制御モードでは、図７（ｃ）に示すように、サーモスタット２５を、その１作動周期（この１作動周期はＥＴＳパルス制御モードでの１作動周期と同じ時間）当たりの開弁時間が時間の経過とともに長くなる（閉弁時間が時間の経過とともに短くなる）ように間欠開弁させる。この結果、ラジエータ１５からの冷却水は、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４に間欠的に流入するが、その流入量は、時間の経過とともに多くなり、このことによって、冷却水温度は、時間の経過とともに低くなる。

−エンジン冷機時の制御手順−
以下に、エンジンの始動後にＥＣＵ２４によって行われる電動ポンプ１９や遮断弁２３、サーモスタット２５の具体的な制御手順を、主に図８〜図１０のフローチャート図に基づき、図１〜図７を参照して説明する。この実施形態では、冷却水のＬＬＣ（ロングライフクーラント）濃度は、通常濃度（例えば５０％）となっており、冷却水の目標水温は、通常水温（例えば９０℃）となっている。

＜冷間始動制御＞
まず、エンジン始動に応じてスタートした図８、図９の冷間始動制御フローにおいてステップＳＡ１では、電動ポンプ１９を停止状態とし、遮断弁２３を開弁状態とし、サーモスタット２５を閉弁状態とする。このように電動ポンプ１９を停止状態とすると、冷却水回路において冷却水の流通状態が流通停止状態になる。

また、上記のように遮断弁２３を連続的に全開させると、後述の如く電動ポンプ１９を作動状態にした場合、ウォータジャケット１３，１４からの冷却水は、オイルクーラ通路２２を流通してオイルクーラ３１においてオイルと熱交換した後に、第１流路１６に流入するようになる。

さらに、上記のようにサーモスタット２５を連続的に全閉させると、電動ポンプ１９を作動状態にしても、ラジエータ１５からの冷却水は、ウォータジャケット１３，１４に流入しない。

続くステップＳＡ２において、水温センサ２８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ＳＡ２１に進む一方、判定がＹＥＳで冷間始動であれば、ステップＳＡ３に進み、エンジン始動後に電動ポンプ１９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。この例では、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。

上記ステップＳＡ３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１９を停止状態に維持する。これにより、エンジン本体部１０内のウォータジャケット１３，１４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ＳＡ３でＹＥＳ）ステップＳＡ４に進んで、電動ポンプ１９をＷ／Ｐパルス制御モードで運転する。

すなわち、まず、Ｗ／Ｐパルス制御モードにおける電動ポンプ１９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、エンジン水温に応じて電動ポンプ１９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、この例では作動周期やデューティ比は変化しないように設定されている。

そして、上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１９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１９を間欠的に作動させると、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１２のウォータジャケット１３，１４における冷却水は、電動ポンプ１９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り、冷却水回路において冷却水の流通状態が第１流通状態になる。

言い換えると、上記Ｗ／Ｐパルス制御モードでは、電動ポンプ１９の間欠作動によって、ウォータジャケット１３，１４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。

また、ウォータジャケット１３，１４からの冷却水は、オイルクーラ通路２２を流通するようになり、このことによって、オイルがオイルクーラ３１において比較的高温の冷却水と熱交換して加熱されて、その温度が上昇する。

ここで、上記のような冷間始動後の電動ポンプ１９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２１付近における出口水温）の上昇とエンジン油温の上昇の関係を図１１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１９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ＳＡ３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、図に細い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１９が停止していてウォータジャケット１３，１４の冷却水が殆ど移動しないことから、シリンダの周りの暖められた冷却水がウォータジャケット１４の出口にまで到達しないことによる。

そして、上記のように暖められた冷却水が対流によりウォータジャケット１４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ォータポンプの場合（一点鎖線で示す）を追い越すが、始動から設定時間ｔ１が経過すると（時刻ｔ１）、Ｗ／Ｐパルス制御モードでの運転が開始されて（ステップＳＡ４）、電動ポンプ１９は上記の如く間欠的に作動するようになる。この電動ポンプ１９の間欠作動によって、ウォータジャケット１３，１４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、各シリンダ周辺等での局所的な温度上昇は抑制される。

また、上記のようにエンジンが冷間始動すると、図に太い実線で示すように油温は上昇して、ウォータジャケット１３，１４の冷却水が間欠的に流通するようになった直後に、従来一般的な機械式ウォータポンプの場合（二点鎖線で示す）を追い越し、オイルの温度上昇は早くなる。

上記図８、図９に示す冷間始動制御フローのステップＳＡ４に続いて、ステップＳＡ５では負荷状態センサ２６によるエンジンの負荷状態の検出結果が高負荷要求（この例ではアクセル開度が例えば８０％以上）であるかどうか判定する。この判定がＮＯで無負荷又は低負荷要求であれば、後述のステップＳＡ６に進む一方、判定がＹＥＳで高負荷要求であれば、上記図１０に示す油温低下防止制御フローの後述のステップＳＢ１に進む。

ステップＳＡ６では水温センサ２８による冷却水温度の検出値ｔｈが目標下限水温ｔｈ１（この例では例えば８５℃）以上かどうか判定する。この判定がＮＯであれば、上記ステップＳＡ４にリターンしてＷ／Ｐ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ＳＡ７に進んで、電動ポンプ１９をＷ／Ｐ停止時間縮小制御モードで運転する。すなわち、上記Ｗ／Ｐパルス制御モードと同様に電動ポンプ１９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１９を間欠的に作動させる。このように電動ポンプ１９を間欠的に作動させると、冷却水回路において冷却水の流通状態が第１流通状態になる。

このＷ／Ｐ停止時間縮小制御モードでは、初期はウォータジャケット１３，１４において冷却水が小さく移動した後に直ちに停止することを繰り返すが、時間の経過とともに少量であっても連続的に流れるようになり、ウォータジャケット１３，１４の冷却水が入れ替わる。

続くステップＳＡ８では負荷状態センサ２６によるエンジンの負荷状態の検出結果が高負荷要求であるかどうか判定する。この判定がＮＯで無負荷又は低負荷要求であれば、後述のステップＳＡ９に進む一方、判定がＹＥＳで高負荷要求であれば、上記図１０に示す油温低下防止制御フローのステップＳＢ１に進む。

ステップＳＡ９では水温センサ２８による冷却水温度の検出値ｔｈが目標下限水温ｔｈ１以上かどうか判定する。この判定がＮＯであれば、後述のステップＳＡ１０に進む一方、判定がＹＥＳで検出水温ｔｈ≧ｔｈ１であれば、後述のステップＳＡ１１に進む。

ステップＳＡ１０では電動ポンプ１９をＷ／Ｐ停止時間拡大制御モードで運転して上記ステップＳＡ８にリターンする。すなわち、上記Ｗ／Ｐパルス制御モードと同様に電動ポンプ１９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１９を間欠的に作動させる。このように電動ポンプ１９を間欠的に作動させると、冷却水回路において冷却水の流通状態が第１流通状態になる。

このＷ／Ｐ停止時間拡大制御モードでは、初期はウォータジャケット１３，１４において冷却水が少量であっても連続的に流れるが、時間の経過とともに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。

ステップＳＡ１１では、今度は検出水温ｔｈが、目標下限水温ｔｈ１よりも高い目標上限水温ｔｈ２（この例では例えば９５℃）以上かどうか判定し、ＹＥＳでｔｈ≧ｔｈ２であれば、後述のステップＳＡ１２に進む一方、判定がＮＯでｔｈ＜ｔｈ２であれば、上記ステップＳＡ７にリターンしてＷ／Ｐ停止時間縮小制御モードでの運転を行う。

ステップＳＡ１２では電動ポンプ１９をＷ／Ｐ連続運転制御モードで運転する。すなわち、上記Ｗ／Ｐパルス制御モードと同様に電動ポンプ１９の連続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１９を連続的に作動させる。このように電動ポンプ１９を連続的に作動させると、冷却水回路において冷却水の流通状態が第１流通状態になる。

このＷ／Ｐ連続運転制御モードでは、ウォータジャケット１３，１４において冷却水が連続的に流れるようになる。

続くステップＳＡ１３では、サーモスタット２５をＥＴＳパルス開弁制御モードで運転する。

すなわち、まず、ＥＴＳパルス開弁制御モードにおけるサーモスタット２５の間欠開弁の周期及びその開弁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、エンジン水温に応じてサーモスタット２５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、この例では作動周期やデューティ比は変化しないように設定されている。

そして、上記作動周期に対応する制御信号によりサーモスタット２５にパルス状に出力電圧を印加して、これを間欠的に開弁させる。そうしてサーモスタット２５を間欠的に開弁させると、ラジエータ１５からの冷却水は、サーモスタット２５の連続的な開弁時のようにウォータジャケット１３，１４に連続的に流入するのではなく、間欠的な開弁によってウォータジャケット１３，１４に間欠的に流入するようになる。

続くステップＳＡ１４では水温センサ２８による冷却水温度の検出値ｔｈが目標上限水温ｔｈ２以上かどうか判定する。この判定がＮＯであれば、後述のステップＳＡ１５に進む一方、判定がＹＥＳで検出水温ｔｈ≧ｔｈ２であれば、後述のステップＳＡ１８に進む。

ステップＳＡ１５では負荷状態センサ２６によるエンジンの負荷状態の検出結果が高負荷要求であるかどうか判定する。この判定がＮＯで無負荷又は低負荷要求であれば、後述のステップＳＡ１６に進む一方、判定がＹＥＳで高負荷要求であれば、上記図１０に示す油温低下防止制御フローのステップＳＢ１に進む。

ステップＳＡ１６では水温センサ２８による冷却水温度の検出値ｔｈが目標下限水温ｔｈ１以上かどうか判定する。この判定がＮＯであれば、後述のステップＳＡ１７に進む一方、判定がＹＥＳで検出水温ｔｈ≧ｔｈ１であれば、上記ステップＳＡ１３にリターンしてＥＴＳパルス開弁制御モードでの運転を継続する。

ステップＳＡ１７では、サーモスタット２５をＥＴＳ開弁時間縮小制御モードで運転して上記ステップＳＡ１５にリターンする。すなわち、上記ＥＴＳパルス開弁制御モードと同様にサーモスタット２５の間欠開弁の周期及びそのデューティ比を制御して、サーモスタット２５を間欠的に開弁させる。

このＥＴＳ開弁時間縮小制御モードでは、ラジエータ１５からの冷却水は、ウォータジャケット１３，１４に間欠的に流入するが、その流入量は、時間の経過とともに少なくなり、このことによって、冷却水温度は、時間の経過とともに高くなる。

ステップＳＡ１８では負荷状態センサ２６によるエンジンの負荷状態の検出結果が高負荷要求であるかどうか判定する。この判定がＮＯで無負荷又は低負荷要求であれば、後述のステップＳＡ１９に進む一方、判定がＹＥＳで高負荷要求であれば、上記図１０に示す油温低下防止制御フローのステップＳＢ１に進む。

ステップＳＡ１９ではサーモスタット２５をＥＴＳ開弁時間拡大制御モードで運転する。すなわち、上記ＥＴＳパルス開弁制御モードと同様にサーモスタット２５の間欠開弁の周期及びそのデューティ比を制御して、サーモスタット２５を間欠的に開弁させる。

このＥＴＳ開弁時間拡大制御モードでは、ラジエータ１５からの冷却水は、ウォータジャケット１３，１４に間欠的に流入するが、その流入量は、時間の経過とともに多くなり、このことによって、冷却水温度は、時間の経過とともに低くなる。

続くステップＳＡ２０ではサーモスタット２５の作動周期がサーモスタット２５の１作動周期当たりのサーモスタット２５の開弁時間に等しい、即ち収束したかどうか判定する。この判定がＹＥＳで作動周期＝開弁時間であれば、後述のステップＳＡ２１に進む一方、判定がＮＯで作動周期≠開弁時間であれば、上記ステップＳＡ１４にリターンしてＥＴＳ開弁時間拡大制御モードでの運転を継続する。

ステップＳＡ２１ではサーモスタット２５をＥＴＳ開弁制御モードで運転する。すなわち、サーモスタット２５を連続的に開弁させる。

このＥＴＳ開弁制御モードでは、ラジエータ１５からの冷却水は、ウォータジャケット１３，１４に連続的に流入するようになる。

続くステップＳＡ２２では暖機完了と判定し、電動ポンプ１９をＷ／Ｐ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）。すなわち、上記Ｗ／Ｐ連続運転制御モードと同様に電動ポンプ１９のデューティ比を制御して、電動ポンプ１９を連続的に作動させる。

このＷ／Ｐ通常制御モードでは、ウォータジャケット１３，１４において冷却水が連続的に流れるようになる。

以上のようにして従来一般的な機械式ウォータポンプの場合（図１１の二点鎖線のグラフ）よりも格段に早く暖機が完了する。

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、Ｗ／Ｐパルス制御モードで電動ポンプ１９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、Ｗ／Ｐ停止時間縮小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１０のウォータジャケット１３，１４の冷却水を入れ替えるようにしている。

＜油温低下防止制御＞
上記図１０に示す油温低下防止制御フローのステップＳＢ１では負荷状態センサ２６によるエンジンの負荷状態の検出結果が高負荷要求であるかどうか判定する。この判定がＹＥＳで高負荷要求であれば、後述のステップＳＢ２に進む一方、判定がＮＯで無負荷又は低負荷要求であれば、後述のステップＳＢ５に進む。

ステップＳＢ２では遮断弁２３を閉弁状態にする。すなわち、遮断弁２３を連続的に閉弁させる。

この閉弁状態では、ウォータジャケット１３，１４からの冷却水は、オイルクーラ通路２２を流通することなく、オイルクーラ３１を迂回して第１流路１６に流入するようになり、このことによって、オイルがオイルクーラ３１において比較的低温の冷却水と熱交換して冷却されてその温度が低下するのが抑制される。

続くステップＳＢ３では電動ポンプ１９をＷ／Ｐ通常制御モードで運転する。すなわち、上記Ｗ／Ｐ連続運転制御モードと同様に電動ポンプ１９のデューティ比を制御して、電動ポンプ１９を連続的に作動させる。このように電動ポンプ１９を連続的に作動させると、冷却水回路において冷却水の流通状態が上記第１流通状態よりも冷却水の流通量が多い第２流通状態になる。

このＷ／Ｐ通常制御モードでは、ウォータジャケット１３，１４において冷却水が連続的に流れるようになる。

続くステップＳＢ４ではサーモスタット２５をＥＴＳ開弁制御モードで運転して上記ステップＳＢ１にリターンする。すなわち、サーモスタット２５を連続的に開弁させる。

このＥＴＳ開弁制御モードでは、ラジエータ１５からの冷却水は、ウォータジャケット１３，１４に連続的に流入するようになり、このことによって、冷却水温度は低くなり、エンジンの各シリンダ周辺の局所的な温度上昇が抑制される。

ステップＳＢ５では遮断弁２３を開弁状態にする。すなわち、遮断弁２３を連続的に開弁させる。

この閉弁状態では、ウォータジャケット１３，１４からの冷却水は、オイルクーラ通路２２を流通してオイルクーラ３１においてオイルと熱交換した後に、第１流路１６に流入するようになる。

続くステップＳＢ６ではサーモスタット２５をＥＴＳ閉弁制御モードで運転する。すなわち、サーモスタット２５を連続的に閉弁させる。

このＥＴＳ閉弁制御モードでは、ラジエータ１５からの冷却水は、ウォータジャケット１３，１４に流入しない。

続くステップＳＢ７では上記図８、図９の冷間始動制御フローに示すステップＳＡ４にリターンして電動ポンプ１９をＷ／Ｐパルス制御モードで運転する（エンド）。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときには、局所的に温度が高くなることから、冷却液の流通量を多くするが、循環する冷却水の温度が比較的に低いままである。この状況下で、ＥＣＵ２４の遮断弁制御部２４ａにより、遮断弁２３を閉弁するので、オイルクーラ３１が配設されたオイルクーラ通路２２への冷却水の流通が遮断される。このため、オイルがオイルクーラ３１において比較的低温の冷却水と熱交換して冷却されて却ってその温度が低下するのを抑制することができる。よって、エンジン燃費が悪化するのを抑制することができる。

また、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときには、ＥＣＵ２４の冷却水回路制御部２４ｃにより、冷却水を循環させる回路がエンジン本体部１０とラジエータ１５との間で冷却水を循環させるためのメイン回路になるようにサーモスタット２５を作動させるので、冷却水がラジエータ１５において外気と熱交換して冷却されてその温度がより一層低下する。このため、エンジン温度が局所的に上昇するのを一層確実に抑制することができ、エンジンの信頼性を向上させることができる。

さらに、上記のように、冷却水の温度がより一層低下するが、本実施形態では、オイルがオイルクーラ３１においてその低温の冷却水と熱交換して冷却されてその温度が低下するのを抑制することができるので、エンジン燃費が悪化するのを抑制することができる。

（実施形態２）
本実施形態は、エンジン油温制御装置Ｂが実施形態１と異なるものである。すなわち、本実施形態に係るエンジン油温制御装置Ｂは、図１２に示すように、オイルポンプ３０と、オイルクーラ３１と、オイルパン３２からのオイルをエンジン本体部１０に供給するためのオイル通路を構成する第１〜第３オイル通路３３〜３５とを備えている。

第１オイル通路３３の上流端部は、オイルストレーナー３６に連通している一方、その下流端部は、オイルクーラ３１のオイル入口に連通している。

オイルクーラ３１は、上記のような従来周知のものである。そして、第１オイル通路３３内を流通したオイルは、オイルクーラ３１において冷却水と熱交換した後に、オイルクーラ３１のオイル出口に接続されている第２オイル通路３４に流出する。

第２オイル通路３４の下流端部は、オイルポンプ３０の吸入側に連通している。言い換えると、上記オイル通路には、オイルクーラ３１の下流側にオイルポンプ３０が配設されている。

オイルポンプ３０は、上記のような従来周知のものである。すなわち、オイルポンプ３０には、リリーフ孔（図示せず）と、このリリーフ孔を開閉するリリーフ弁３０ａとが設けられており、エンジン回転数が高くなったときに、リリーフ弁３０ａによりリリーフ孔を開放して、第２オイル通路３４内を流通したオイルの一部をリリーフ孔から吐出させてオイルパン３２にオイルリリーフ通路３７を介して戻すことにより、エンジン本体部１０に供給されるオイルの圧力ないし量の安定化を図るようになっている。言い換えると、リリーフ弁３０ａは、オイルクーラ３１内を流通したオイルのうちオイルパン３２に戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部１０に供給されるオイルの量を調整可能なオイル調量手段を構成している。

第３オイル通路３５の上流端部は、オイルポンプ３０の吐出側に連通している一方、その下流端部は、エンジン本体部１０に連通している。そして、第３オイル通路３５内を流通したオイルは、エンジン本体部１０の各部に供給され、その後、オイルパン３２にオイル戻り通路３８を介して戻される。

その他の点に関しては、実施形態１とほぼ同様の構成である。

尚、エンジンの始動後にＥＣＵ２４によって行われる電動ポンプ１９や遮断弁２３、サーモスタット２５の制御手順は、実施形態１とほぼ同様の制御手順である。

−効果−
以上により、本実施形態によれば、オイルポンプ３０のリリーフ弁３０ａにより、オイルクーラ３１内を流通したオイルパン３２からのオイルのうちオイルパン３２に戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部１０に供給されるオイルの量を調整するので、オイルパンからのオイルのうちオイルパンに戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部に供給されるオイルの量を調整した後に、その調量されたオイルをオイルクーラ内を流通させる場合と比較して、オイルクーラ３１に供給されるオイルの量を増加させることができる。このため、オイルをオイルクーラ３１において冷却水と高効率で熱交換させることができ、オイル全体の温度を上昇させることができる。よって、エンジン暖機を促進することができる。

また、上記のように、オイル全体の温度を上昇させることができるので、オイルの粘度を低減することができ、作動油圧を低下させることができる。このため、オイルクーラ３１内を流通したオイルパン３２からのオイルのうちオイルパン３２に戻すオイルの量を低減させることができる。よって、リリーフ損失を低減することができ、エンジン暖機をより一層促進することができる。

さらに、ＥＣＵ２４のポンプ制御部２４ｂにより、エンジン暖機中であって、エンジン冷間始動から設定時間ｔ１が経過するまで、エンジン本体部１０との間で冷却水を循環させるための冷却水回路において冷却水の流通状態が流通停止状態になるように電動ポンプ１９を作動させる一方、エンジン暖機中であって、エンジン冷間始動から設定時間ｔ１が経過した後、冷却水回路において冷却水の流通状態がエンジン暖機後の流通状態よりも冷却水の流通量が少ない流通状態になるように電動ポンプ１９を作動させるので、エンジンの放熱を極小化することができ、エンジン暖機中においてオイルクーラ３１に供給されるオイルと冷却水との温度差を大きくすることができる。このため、オイルをオイルクーラ３１において冷却水とより一層高効率で熱交換させることができ、オイル全体の温度をより一層上昇させることができる。よって、エンジン暖機をより一層促進することができる。

尚、本実施形態では、オイル調量手段をオイルポンプ３０のリリーフ弁３０ａで構成しているが、オイルクーラ３０内を流通したオイルパン３２からのオイルのうちオイルパン３２に戻すオイルの量を調整することでエンジン本体部１０に供給されるオイルの量を調整可能なものである限り、これに限定されない。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、冷却水のＬＬＣ濃度を通常濃度とし、冷却水の目標水温を通常水温としているが、これに限らず、例えば、冷却水のＬＬＣ濃度を上記通常濃度よりも高濃度（例えば９０〜９５％）とし、冷却水の目標水温を上記通常水温よりも高温（例えば１２０℃）としてもよい。この場合、目標下限水温ｔｈ１を例えば１１５℃とし、目標上限水温ｔｈ２を例えば１２５℃とする。電動ポンプ１９や遮断弁２３、サーモスタット２５の制御手順は、上記各実施形態とほぼ同様の制御手順である。図１３のタイムチャートに、冷間始動後の電動ポンプ１９の作動状態とエンジン水温の上昇とエンジン油温の上昇の関係を示す。同図の短い破線は、エンジン水温を示し、長い破線は、エンジン油温を示している。その他の線は、図１１の線と同様である。

また、上記各実施形態では、電動ポンプ１９やサーモスタット２５を一定の周期で制御しているが、電動ポンプ１９の停止時間やサーモスタット２５の開弁時間を変えることができる限り、これに限定されない。例えば、それらを可変周期で制御してもよい。

本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、オイル温度が低下してエンジン燃費が悪化するのを抑制する用途等に適用できる。

本発明の実施形態１に係るエンジン冷却装置及びエンジン油温制御装置の概略構成を示す模式図である。 実施形態１における遮断弁が開いてサーモスタットが閉じているときの冷却水の流れを示す模式図である。 実施形態１における遮断弁が開いてサーモスタットが開いているときの冷却水の流れを示す模式図である。 実施形態１における遮断弁が閉じてサーモスタットが閉じているときの冷却水の流れを示す模式図である。 実施形態１における遮断弁が閉じてサーモスタットが開いているときの冷却水の流れを示す模式図である。 実施形態１に係る電動ポンプの流量状態を示すタイムチャート図であり、（ａ）は、Ｗ／Ｐパルス制御モードでの流量状態を示す図であり、（ｂ）は、Ｗ／Ｐ停止時間縮小制御モードでの流量状態を示す図であり、（ｃ）は、Ｗ／Ｐ停止時間拡大制御モードでの流量状態を示す図であり、（ｄ）は、Ｗ／Ｐ連続運転制御モードでの流量状態を示す図であり、（ｅ）は、Ｗ／Ｐ通常制御モードでの流量状態を示す図である。 実施形態１に係るサーモスタットの開弁状態を示すタイムチャート図であり、（ａ）は、ＥＴＳパルス開弁制御モードでの開弁状態を示す図であり、（ｂ）は、ＥＴＳ開弁時間縮小制御モードでの開弁状態を示す図であり、（ｃ）は、ＥＴＳ開弁時間拡大制御モードでの開弁状態を示す図である。 実施形態１に係る冷間始動制御フローの一部を示すフローチャート図である。 実施形態１に係る冷間始動制御フローの一部を示すフローチャート図である。 実施形態１に係る油温低下防止制御フローの一部を示すフローチャート図である。 実施形態１における冷間始動後の電動ポンプの運転によって、エンジン水温やエンジン油温が上昇する様子を示すタイムチャート図である。 実施形態２に係るエンジン冷却装置及びエンジン油温制御装置の概略構成を示す模式図である。 その他の実施形態における冷間始動後の電動ポンプの運転によって、エンジン水温やエンジン油温が上昇する様子を示すタイムチャート図である。

１０ エンジン本体部
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
１３ ウォータジャケット（メイン回路、サブ回路）
１４ ウォータジャケット（メイン回路、サブ回路）
１５ ラジエータ
１６ 第１通路（メイン回路、サブ回路）
１７ 第２通路（メイン回路）
１８ バイパス通路（サブ回路）
１９ 電動ポンプ
２０ 導入路（メイン回路、サブ回路）
２１ 導出路（メイン回路、サブ回路）
２２ オイルクーラ通路（オイル熱交換器通路、メイン回路、サブ回路）
２４ ＥＣＵ
２４ｂ ポンプ制御部（ポンプ制御手段）
２４ｃ 冷却水回路制御部（冷却液回路制御手段）
２５ サーモスタット（冷却液回路可変手段）
３１ オイルクーラ（オイル熱交換器）
３０ オイルポンプ
３０ａ リリーフ弁（オイル調量手段）
３２ オイルパン
３３ 第１オイル通路
３４ 第２オイル通路
３５ 第３オイル通路
Ａ エンジン冷却装置

Claims (4)

1. エンジン本体部との間で冷却液を循環させるための冷却液回路における冷却液の流通状態をエンジン暖機中に少なくとも流通停止状態と第１流通状態とに変更可能な電動ウォータポンプと、該電動ウォータポンプを作動させるポンプ制御手段とを備えているエンジンの冷却装置であって、
   上記ポンプ制御手段は、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が無負荷状態又は低負荷状態のときには、上記冷却液回路において冷却液の流通状態が、順次、上記流通停止状態、上記第１流通状態になるように上記電動ウォータポンプを作動させる一方、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が全負荷運転を含む高負荷状態のときには、上記冷却液回路において冷却液の流通状態が上記第１流通状態よりも冷却液の流通量が多い第２流通状態になるように上記電動ウォータポンプを作動させるように構成されており、
   上記冷却液回路には、オイルを冷却液と熱交換するオイル熱交換器が配設されたオイル熱交換器通路が設けられており、
   上記冷却液回路に設けられ、該オイル熱交換器通路への冷却液の流通を遮断可能な遮断弁と、
   エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が無負荷状態又は低負荷状態のときに、上記遮断弁を開弁する一方、エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、上記遮断弁を閉弁する遮断弁制御手段とをさらに備えていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
   上記冷却液回路は、上記エンジン本体部とラジエータとの間で冷却液を循環させるためのメイン回路と、上記ラジエータを迂回して上記エンジン本体部との間で冷却液を循環させるためのサブ回路とを有しており、
   冷却液を循環させる回路を上記メイン回路と上記サブ回路とに変更可能な冷却液回路可変手段と、
   エンジン暖機中であって、エンジンの負荷状態が高負荷状態のときに、冷却液を循環させる回路が上記メイン回路になるように上記冷却液回路可変手段を作動させる冷却液回路制御手段とをさらに備えていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジンの冷却装置において、
   オイルパンからのオイルを上記エンジン本体部に供給するためのオイル通路には、上記オイル熱交換器の下流側に、該オイル熱交換器内を流通した上記オイルパンからのオイルのうち上記オイルパンに戻すオイルの量を調整することで上記エンジン本体部に供給されるオイルの量を調整可能なオイル調量手段が配設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
4. 請求項３記載のエンジンの冷却装置において、
   上記オイル通路には、上記オイル熱交換器の下流側に上記オイル調量手段としてのリリーフ弁を有するオイルポンプが配設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。

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