JP2010285894A

JP2010285894A - 内燃機関の冷却装置

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Publication number: JP2010285894A
Application number: JP2009138622A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kobayashi; 日出夫小林; Toshihisa Sugiyama; 敏久杉山; Katsuhiko Arisawa; 克彦蟻沢; Kunihiko Hayashi; 邦彦林; Kenichi Yamada; 賢一山田; Akihito Hosoi; 章仁細井; Shusaku Sugamoto; 周作菅本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2010-12-24
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: JP5083277B2

Abstract

【課題】ポンプ停止時においても冷媒の循環を確保することができる内燃機関の冷却装置を提供する。
【解決手段】エンジン冷却システム１は、第１流路２１と、第２流路２２と、第３流路２３と、ウォータポンプ２４と、主サーモスタット２５と、副サーモスタット２６と、バイパス流路２７とを備えることで、ウォータポンプ２４が停止している場合であっても、エンジン１００内やＥＧＲクーラ１４の冷却水を循環させることができる。よって、ポンプ停止時においても冷媒の循環を確保することでオーバーヒートを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。

水冷式の内燃機関は、その内部に冷却水の循環流路を有し、循環流路の冷却水をウォータポンプの稼動によりラジエータ側に循環させて冷却し、冷却された冷却水を再び内燃機関側に循環させることで、内燃機関の冷却を実行する（例えば、特許文献１）。ウォータポンプとしては、内燃機関の回転と同期することで稼動する機械式や、電気モータ等によって稼動する電動式が広く用いられている。
ウォータポンプの稼動が故障等により停止すると、冷却水が循環されないために内燃機関の冷却能力が著しく低下する。そのため、内燃機関がオーバーヒートして損傷する場合がある、といった問題がある。

このような問題を解決するために、電動ウォータポンプの故障を検出し、故障を検出した場合にエンジンの制御パラメータを変更してフェイルセーフ運転を実行することによって、エンジンの損傷を未然に防止する技術が特許文献２、３に記載されている。

また、内燃機関の制御装置として、排気ガスの一部を吸気側に還流することで燃費を向上させたり窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を抑制したりできる排気ガス還流（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＥＧＲと略記する）装置が広く適用されている。ＥＧＲ装置は、内燃機関の冷却水の一部が循環するＥＧＲクーラを備えており、吸気側へ還流させるＥＧＲガスを適切な温度へ冷却する。
この場合、ＥＧＲクーラを循環する冷却水の量が不足すると、排気ガス中のＮＯｘ量の増加に伴って還流されるＥＧＲガス量が増加した時にＥＧＲクーラ内の冷却水が沸騰するおそれがある。冷却水が沸騰すると、ＥＧＲクーラ内の圧力が大きく上昇するために、ＥＧＲ装置や冷却系が故障、破損する場合がある、といった問題点がある。

このような問題点を解決するために、ラジエータで冷却された冷却液をエンジン本体へ流す冷却ラインと、エンジン本体で加熱された冷却液をラジエータへ流す戻しラインと、冷却液をＥＧＲクーラへ供給し得るよう冷却ラインから分岐して戻しラインに合流するＥＧＲ用ラインとを備え、冷却ラインの分岐位置からエンジン本体を介して戻しラインの合流位置まで構成される流路に、冷却液の流通を抑制する絞り部を形成してＥＧＲクーラへ供給する水量を増加させることによって、ＥＧＲクーラ内の冷却液が沸騰することを防止する技術が特許文献４に記載されている。

実開平０６−０３７５２３号公報特開２０００−３０３８３９号公報特開２００８−１２１６５６号公報特開２００８−０５１０１０号公報

近年、暖機性の大幅な向上を目的として、内燃機関の暖機運転時にウォータポンプの稼動を停止することで冷却水の循環を一時的に停止させる制御が広く実行されている。この制御を実行すると、ＥＧＲ装置を備える内燃機関においては、ＥＧＲクーラ内の冷却水の循環も停止してしまう。そのため、ウォータポンプの稼動が停止された状態が続くと、高温のＥＧＲガスが還流されることでＥＧＲクーラ内の冷却水が沸騰してＥＧＲ装置や冷却系が故障、破損する場合がある。
しかしながら、特許文献２〜４の技術では、ＥＧＲクーラ内の冷却水を循環させることが困難であることから、ＥＧＲクーラ内の冷却水が沸騰することを適切に抑制することができない、といった問題点がある。

また、特許文献２〜４の技術では、トラブルや故障等によってウォータポンプの稼動が停止した場合に、内燃機関内やＥＧＲクーラ内の冷却水を循環させることが困難である。よって、内燃機関やＥＧＲ装置がオーバーヒートして損傷することを適切に抑制することができない、といった問題点がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ポンプ停止時においても冷媒の循環を確保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。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の冷却装置は、内燃機関のＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを備える内燃機関の冷却装置であって、ラジエータを循環した冷媒を前記内燃機関に向けて流通させる第１流路と、前記内燃機関を循環した冷媒を前記ラジエータに向けて流通させる第２流路と、前記第１流路に設けられ、前記内燃機関が第１温度以上の場合に稼動することで前記冷媒を循環させる冷媒ポンプと、前記ラジエータと前記冷媒ポンプとの間の前記第１流路に設けられ、前記内燃機関が第２温度以上の場合に開弁することで前記第１流路を冷媒を流通可能とする第１サーモスタットと、前記内燃機関と前記ラジエータとの間の前記第２流路に設けられ、前記内燃機関が第３温度以上の場合に開弁することで前記第２流路を冷媒を流通可能とする第２サーモスタットと、前記冷媒ポンプの出口側の前記第１流路から分岐して前記ＥＧＲクーラを経由して前記第２流路に合流し、前記冷媒の一部を前記ＥＧＲクーラを循環させる第３流路と、前記ラジエータと前記第１サーモスタットとの間の前記第１流路から分岐して前記第１サーモスタットと前記冷媒ポンプとの間の前記第１流路に合流し、前記冷媒を前記第１サーモスタットをバイパスさせて流通させるバイパス流路と、を備えることを特徴とする（請求項１）。
このような構成とすることにより、冷媒を循環させるポンプが停止している場合であっても、内燃機関内やＥＧＲクーラ内の冷媒を自然対流によって循環させることができる。

特に、本発明の内燃機関の冷却装置は、前記第１流路が、前記ＥＧＲクーラよりも下方に設けられ、かつ、前記第２流路は、前記ＥＧＲクーラよりも上方に設けられることを特徴とすることができる（請求項２）。
このような構成とすることで、自然対流による冷媒の流れが発生することから、冷媒を循環させるポンプが停止している場合であっても、内燃機関内やＥＧＲクーラ内の冷媒を循環させることができる。

また、本発明の内燃機関の冷却装置は、前記バイパス流路が、前記冷媒ポンプが稼動していない場合にのみ前記冷媒を流通させることを特徴とすることができる（請求項３）。
このような構成とすることで、冷媒を循環させるポンプが稼動している場合に、ラジエータにて冷却された冷媒を主サーモスタットを経由させて内燃機関側へ循環させることができる。よって、冷媒の温度制御が不能になることを抑制することができる。

そして、本発明の内燃機関の冷却装置は、前記第２サーモスタットが、前記第１サーモスタットよりも低温で開弁することを特徴とすることができる（請求項４）。
このような構成とすることで、第１サーモスタットによる冷媒の温度制御を第２サーモスタットが妨げることを抑制することができる。

更に、本発明の内燃機関の冷却装置は、前記ＥＧＲクーラと前記第２流路との間の前記第３流路に設けられ、前記ＥＧＲクーラが所定の温度以上の場合に開弁することで前記第３流路を連通させる第３サーモスタットを備え、前記第３サーモスタットが、前記第２サーモスタットよりも低温で開弁することを特徴とすることができる（請求項５）。
このような構成とすることで、内燃機関の暖機状態に応じてＥＧＲクーラを循環する冷媒の量を調節することができる。よって、暖気状態に応じたＥＧＲクーラの冷却能力に調整することができることから、適切な温度のＥＧＲガスを吸気側に還流させることができる。

また、本発明の内燃機関の冷却装置は、前記内燃機関が第４温度以上の場合に前記ラジエータを冷却するラジエータ冷却手段を備え、前記ラジエータ冷却手段が、前記内燃機関が第４温度未満であって、前記ＥＧＲクーラの温度が第１しきい値以上の場合に、前記ラジエータを冷却することを特徴とすることができる（請求項６）。
このような構成とすることで、ＥＧＲクーラの温度が第１しきい値以上の場合に、ラジエータの冷却能力を向上させてＥＧＲクーラを循環する冷媒を適切に冷却することができる。よって、ＥＧＲクーラの冷却能力が低下することを抑制しつつ内燃機関の暖機性を向上させることができる。

本発明の内燃機関の冷却装置によれば、自然対流による冷媒の流れが発生することから、冷媒を循環させるポンプが停止している場合であっても、内燃機関内やＥＧＲクーラ内の冷媒を循環させることができる。よって、ポンプ停止時においても冷媒の循環を確保することができる。

実施例のエンジン冷却システムの概略構成を示した構成図である。各温度における冷却水の流れを示している。冷却水温と各部品の稼動領域との関係の一例を示している。冷却水温に基づくＥＧＲガス還流量の制御例を示している。エンジンＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。Ｑｗマップの一例を示している。エンジンＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。エンジンＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。実施例のエンジン冷却システムの概略構成を示した構成図である。冷却水温と各部品の稼動領域との関係の一例を示している。エンジンＥＣＵの処理の一例を示すフローチャートである。各温度における冷却水の流れを示している。

以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例１について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の内燃機関の冷却装置を組み込んだエンジン冷却システム１の概略構成を示した構成図である。なお、図１にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。

図１に示すエンジン冷却システム１は、動力源であるエンジン１００を備えており、エンジン１００を冷却するラジエータ１１、およびラジエータ１１を冷却するラジエータファン１２を備えている。また、エンジン冷却システム１は、エンジン冷却システム１の運転動作を総括的に制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）１０を備えている。そして、エンジン冷却システム１は、排気ガス導入通路１３を冷却するＥＧＲクーラ１４を備えており、排気ガス導入通路１３を通過し吸気側に還流されるＥＧＲガスの温度を調節する。更に、エンジン冷却システム１は、ラジエータ１１とエンジン１００とを循環する冷媒が流通する第１流路２１および第２流路２２、ＥＧＲクーラ１４を循環する冷媒が流通する第３流路２３を備えている。また、エンジン冷却システム１は、冷媒を循環させるウォータポンプ２４、第１流路２１の連通を制御する主サーモスタット２５、第２流路２２の連通を制御する副サーモスタット２６を備えている。そして、エンジン冷却システム１は、第１流路２１から分岐して主サーモスタット２５をバイパスするバイパス流路２７を備えている。

エンジン１００は、車両に搭載される多気筒エンジンであって、各気筒は燃焼室を構成するピストンを備えている。各燃焼室のピストンはそれぞれコネクティングロッドを介して出力軸部材であるクランクシャフトに連結されている。
吸気ポートから燃焼室内へ流入した混合ガスは、ピストンの上昇運動により燃焼室内で圧縮される。ＥＣＵ１０は、クランク角センサからのピストンの位置、および吸気カム角センサからのカム軸回転位相の情報に基づき、点火タイミングを決定しイグナイタに信号を送る。イグナイタはＥＣＵ１０の信号に従って、指示された点火タイミングでバッテリからの電力を点火プラグに通電する。点火プラグはバッテリからの電力により点火し、圧縮混合ガスを着火させて、燃焼室内を膨張させピストンを下降させる。この下降運動がコネクティングロッドを介してクランクシャフトの軸回転に変更されることにより、エンジン１００は動力を得る。

エンジン１００の燃焼室の周辺にはウォータジャケットが設けられており、ウォータジャケット内部は燃焼室等を冷却するための冷媒（冷却水）が循環している。本実施例の冷却水としては、エチレングリコール水溶液からなる一般的なＬＬＣ（ＬｏｎｇＬｉｆｅＣｏｏｌａｎｔ）を用いるが、その他の冷媒を使用してもよい。
そして、ウォータジャケットには冷却水の温度を測定するための水温センサ３１が設けられており、ウォータジャケット内部の冷却水温の検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。ＥＣＵ１０は、水温センサ３１が検出した冷却水温をエンジン１００の温度と認識する。この場合、水温センサ３１は、エンジン１００内部の比較的高温な冷却水の温度を検出できるような位置に設けられることが望ましく、例えば冷却水の出口付近（第２流路２２との接続部付近）に設けることができる。

排気ガス導入通路１３は、浄化触媒の上流側の排気通路より分岐してＥＧＲクーラ１４を経由し吸気通路に合流する構成により、燃焼後の排気ガスの一部を吸気側へと還流させる。排気ガス導入通路１３へと分岐した排気ガスは、図示しないＥＧＲバルブにて流量を調節されつつ吸気通路へ進み、吸入空気とともに吸気ポートに噴射される燃料と混合されて、燃焼室へと供給される。ＥＧＲバルブは、ＥＣＵ１０の指令に従ってバルブ開度を調節することで、吸気通路への排気ガスの還流供給量を適切な量へと調節する。このように、運転状態に応じた適切な量のＥＧＲガスを吸気通路に還流供給することにより、エンジン１００の燃焼温度を低下させてＮＯｘ排出量を低減させることができる。なお、排気通路と排気ガス導入通路１３との分岐部は、浄化触媒の下流側に設けられてもよい。
排気ガス導入通路１３は、ＥＧＲクーラ１４をバイパスするバイパス通路（図示しない）を備えている。バイパス通路は、還流させるＥＧＲガス温度が低温の場合にＥＧＲガスを流通させることで、ＥＧＲクーラ１４を経由させずにＥＧＲガスを吸気側へ還流させる。これによって、ＥＧＲガスが必要以上に低温化することを抑制することができることから、エンジン１００の燃焼が悪化するのを抑制することができる。

ＥＧＲクーラ１４は、その内部を冷却水が循環しており、ＥＣＵ１０からの指令に従って循環する冷却水の流速や流量を調整することで、排気ガス導入通路１３を通過するＥＧＲガスの温度を調節する。第１流路２１を流通する冷却水の一部は、ウォータポンプ２４の稼動力によって第３流路２３を流通してＥＧＲクーラ１４内部に送られる。そして、ＥＧＲクーラ１４内部の冷却水は、排気ガス導入通路１３を通過するＥＧＲガスから熱を吸収し、ＥＧＲガス温度を燃焼に適した温度へと調節する。この場合、ＥＧＲクーラ１４の冷却水入口部に冷却水流量調整バルブを設けて、ＥＧＲクーラ１４内部を循環する冷却水の流量を調整することが望ましい。そして、熱交換後の冷却水は、第３流路２３から第２流路２２を流通してラジエータ１１にて冷却された後に、再び第１流路２１へと送られる。
また、ＥＧＲクーラ１４には、ＥＧＲクーラ温度センサ３２が設けられており、ＥＧＲクーラ１４内部の冷却水の温度を検出し、検出結果をＥＣＵ１０へ送信する。ＥＣＵ１０は、ＥＧＲクーラ温度センサ３２が検出した冷却水温をＥＧＲクーラ１４の温度と認識する。この場合、ＥＧＲクーラ温度センサ３２は、ＥＧＲクーラ１４内部の冷却水の温度に代えて、ＥＧＲクーラ１４の温度を直接検出してもよい。

ラジエータ１１は、上部タンク、ラジエータコア、下部タンクで構成されている放熱器である。エンジン１００を冷却することで高温になった冷却水は、第２流路２２を流通してラジエータ１１の上部タンクに導かれ、ラジエータコアを通過する。ラジエータコアは、高温の冷却水がラジエータコアを通過する際に熱を奪って空気中に放熱するものであって、放熱効率を向上させるために多数のフィンが設けられている。ラジエータコアで冷却された冷却水は、下部タンクから第１流路２１を流通して再びエンジン１００に戻される。
ラジエータファン１２は、ラジエータ１１とエンジン１００との間に配置され、ラジエータ１１からエンジン１００の方向へ空気の流れを作ることでラジエータ１１を冷却する。ラジエータファン１２は、ＥＣＵ１０の指令に従ってファンの回転を調整することで、ラジエータ１１の冷却能力を制御する。ラジエータファン１２は、エンジン１００の回転と同期させることでファンを回転させても良いし、電動モータ等によってファンを回転させても良い。エンジン１００の回転と同期させる場合には、回転の伝達部にクラッチ機構等の可変伝達機構を用いることで、ファンの回転を任意に調整できる構成とする。また、ラジエータファン１２は、ラジエータ１１とエンジン１００との間に限られず、ラジエータ１１を冷却できる任意の位置に配置することができる。

エンジン冷却システム１は、内部を冷却水が流通する第１流路２１、第２流路２２および第３流路２３を備えている。第１流路２１は、ラジエータ１１の下部タンクとエンジン１００とを連通させる構成であり、ラジエータ１１で冷却された冷却水をエンジン１００へと循環させる。また、第２流路２２は、エンジン１００とラジエータ１１の上部タンクとを連通させる構成であり、エンジン１００で加熱された冷却水をラジエータ１１へと循環させる。そして、第３流路２３は、後述するウォータポンプ２４の出口（下流）側の第１流路２１から分岐し、ＥＧＲクーラ１４を経由して第２流路２２に合流する構成であり、冷却水の一部をＥＧＲクーラ１４へと循環させる。
この場合、第１流路２１は、ＥＧＲクーラ１４よりも下方に設置され、第２流路２２は、ＥＧＲクーラ１４よりも上方に設置される構成を採用する。このような構成とすることで、エンジン１００やＥＧＲクーラ１４にて加熱されて密度（比重）が小さくなった冷却水がより上方の第２流路２２方向へ移動し、ラジエータ１１にて冷却されて密度（比重）が大きくなった冷却水がより下方の第１流路２１方向へ移動する。よって、自然対流による冷却水の流れが発生することから、ウォータポンプ２４の稼動が停止している場合であっても、エンジン１００内やＥＧＲクーラ１４内の冷却水が循環することができる。
そして、第３流路２３は、ウォータポンプ２４の出口直後で第１流路２１から分岐する構成を採用する。このような構成とすることで、自然対流によってラジエータ１１を通過して冷却された冷却水がエンジン１００内部の冷却水と混合することを抑制することができることから、暖機性向上効果が低下することを抑制することができる。

ウォータポンプ２４は、第１流路２１に設けられており、その稼動力によって冷却水をラジエータ１１、エンジン１００およびＥＧＲクーラ１４に循環させる。ウォータポンプ２４は、エンジン１００のクランクシャフト軸の回転力をベルト等によって伝達されることで稼動する機械式を採用するが、電気モータ等によって稼動する電動式を採用してもよいし、両方式を組み合わせて用いてもよい。ウォータポンプ２４は、クランクシャフト軸の回転力の伝達部に電磁クラッチを有し、電磁クラッチの係合率を調節してクランクシャフト軸からの回転力の伝達率を制御することで、ウォータポンプ２４の稼動力を制御する。この場合、電磁クラッチに代えてその他の可変伝達機構を用いることで、ウォータポンプ２４の稼動力を制御してもよい。

主サーモスタット２５は、ラジエータ１１とウォータポンプ２４との間の第１流路２１に設けられており、エンジン１００の温度に基づいて第１流路２１の連通を制御する。主サーモスタット２５は、サーモワックスを稼動源とする一般的なサーモスタットを採用するが、リニアソレノイドを稼動源とする電動サーモスタットを採用してもよい。主サーモスタット２５は、エンジン１００の温度、すなわち冷却水の温度に応じてその弁開度を変化させることで、第１流路２１を流通する冷却水の流量を調節する。主サーモスタット２５は、冷却水温が第２温度（例えば、９０［℃］）未満では閉弁することで第１流路２１を閉鎖し、冷却水温が第２温度以上で徐々に開弁することで第１流路２１を連通させるよう構成される。
主サーモスタット２５には、エンジン１００のウォータジャケット上方、およびＥＧＲクーラ１４の下流側の第３流路２３と連通した冷却水の流路が接続されており、加熱された冷却水の一部がラジエータ１１を経由せずに主サーモスタット２５に供給される。これによって、エンジン１００やＥＧＲクーラ１４が高温の場合に、より確実に主サーモスタット２５の弁開度を向上させて冷却水の流量を増加させることができる。
なお、主サーモスタット２５は、本発明の第１サーモスタットに相当する。

副サーモスタット２６は、第２流路２２のよりエンジン１００に隣接した位置に設けられており、エンジン１００の温度に基づいて第２流路２２の連通を制御する。副サーモスタット２６は、主サーモスタット２５と同様の構造を有し、エンジン１００の温度、すなわち冷却水の温度に応じてその弁開度を変化させることで、第２流路２２を流通する冷却水の流量を調節する。
この場合、副サーモスタット２６は、主サーモスタット２５よりも低温の第３温度（例えば、８５［℃］）で開弁する構成とする。このような構成とすることで、エンジン１００の暖機の際に副サーモスタット２６が先に開弁することから、主サーモスタット２５による冷却水の温度制御を副サーモスタット２６が妨げることを抑制することができる。更に、ウォータポンプ２４が故障等により稼動できない場合に、エンジン１００内部の冷却水温が上昇することで副サーモスタット２６が早期に開弁する。それによって、エンジン１００からラジエータ１１方向への冷却水の自然対流が生じることから、エンジン１００内部の冷却水が循環するためにエンジン１００が冷却される。
なお、副サーモスタット２６は、本発明の第２サーモスタットに相当する。

バイパス流路２７は、ラジエータ１１と主サーモスタット２５との間（上流側）の第１流路２１から分岐して、主サーモスタット２５とウォータポンプ２４との間（下流側）の第１流路２１に合流する構成を採ることで、主サーモスタット２５をバイパスさせて冷却水を流通させる。
このバイパス流路２７を設けることによって、主サーモスタット２５が第１流路２１を閉鎖している場合であっても、主サーモスタット２５を経由させずに冷却水を流通させることができる。よって、主サーモスタット２５が閉弁し、かつウォータポンプ２４の稼動が停止している場合であっても、第３流路２３、ラジエータ１１、第１流路２１からバイパス流路２７の間で自然対流による冷却水の流れが発生する（図２（ｂ）参照）。そのため、エンジン１００の暖機中にＥＧＲクーラ１４が高温となった場合に、ＥＧＲクーラ１４内の冷却水が循環することができることから、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートすることを抑制することができる。
この場合、バイパス流路２７の上流側の分岐部は主サーモスタット２５の直前から分岐させる構成を採用する。このような構成とすることにより、バイパス流路２７を通じて循環する冷却水の温度が主サーモスタット２５周辺に伝導しやすいことから、循環する冷却水温が高い場合に主サーモスタット２５の開弁を促進させることができる。よって、ラジエータ１１の冷却能力が不足している場合等に、主サーモスタット２５を早期に開弁させて循環する冷却水の流量を増加させることで、エンジン１００の冷却能力を向上させることができる。

バイパス流路２７には、一方弁２７ａが設けられている。一方弁２７ａは、ウォータポンプ２４が稼動しているときは閉弁してバイパス流路２７を閉鎖し、ウォータポンプ２４の稼動が停止しているときに開弁してバイパス流路２７を連通させ、ウォータポンプ２４の方向に冷却水を流通させる。これにより、ウォータポンプ２４が稼動している場合にはバイパス流路２７が閉鎖されるために、主サーモスタット２５を経由させて冷却水を流通させることができる（図２参照）。よって、主サーモスタット２５による冷却水の温度制御を適切に実行することができる。
一方弁２７ａとしては、ウォータポンプ２４の負圧によって閉弁し、負圧がない場合に自身の重みによって開弁する重力弁等を適用することができる。この場合、冷却水の自然対流によっては閉弁しない程度の適度な重みを有する重力弁を適用する。

ＥＣＵ１０は、演算処理を行うＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、プログラム等を記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、データ等を記憶するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＮＶＲＡＭ（ＮｏｎＶｏｌａｔｉｌｅＲＡＭ）と、を備えるコンピュータである。ＥＣＵ１０は、クランク角センサ、吸気カム角センサ、エアフロメータ、スロットルポジションセンサ、排気温センサ、水温センサ３１等の検出結果を読み込み、スロットルバルブの動作、吸気弁および排気弁の開閉タイミング、インジェクタの動作、点火プラグの点火時期、ＥＧＲガスの還流量など、エンジン１００の運転動作を統合的に制御する。

また、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の暖機時にウォータポンプ２４の稼動を停止させる暖機性向上制御を実行する。
図３は、冷却水温と各部品の稼動領域との関係の一例を示している。ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却水温が所定温度未満の場合に、ウォータポンプ２４の電磁クラッチを分断させる。この制御を実行することで、エンジン１００の暖機中にウォータジャケット内部の冷却水が循環するのを抑制することができることから、エンジン１００の暖機性を向上させることができる。ここで、電磁クラッチを分断させるか否かを判断するための所定温度は、ウォータポンプ２４の稼動開始温度（第１温度）未満の任意の冷却水温を適用するが、例えば８５［℃］に設定することができる。また、第１温度とは、エンジン１００の冷却を優先すべき任意の冷却水温を適用するが、例えば９０［℃］に設定することができる。
ＥＣＵ１０は、エンジン１００の冷却水温が第１温度以上となった場合に、ウォータポンプ２４の電磁クラッチを係合させて、冷却水の循環を開始させる。

そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の暖機の進行状況に応じて、ＥＧＲガスの還流量を変更する制御を実行する。
図４は、冷却水温に基づくＥＧＲガス還流量の制御例を示している。ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却水温が所定温度未満の場合に、ＥＧＲガスの還流を停止させる。内燃機関が低温の際にＥＧＲガスを還流させると、ＥＧＲガスが低温であるために内燃機関の燃焼が悪化してしまう。そのため、冷却水温が所定温度に満たない場合にＥＧＲガスの還流を停止させることで、エンジン１００の燃焼が悪化することを抑制することができる。ここで、ＥＧＲガスの還流を停止させるか否かを判断するための所定温度は、エンジン１００の燃焼が悪化しないと判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば４０［℃］に設定することができる。

ＥＣＵ１０は、エンジン１００の冷却水温が所定温度以上となった場合に、ＥＧＲガスの還流を開始させる。この制御を実行することで、吸気負圧が少なくなり吸気時のポンプ損が低下することから、エンジン１００の燃費を向上させることができる。また、エンジン１００の燃焼温度が低下することから、ＮＯｘの排出量を低減させることができる。この場合、ＥＣＵ１０は、冷却水温が所定温度（例えば６０［℃］）まではＥＧＲクーラ１４をバイパスさせてＥＧＲガスを還流させることで、ＥＧＲガスが低温化することで燃焼が不安定化するのを抑制する。
暖機性向上制御中は主サーモスタット２５が閉弁し、かつウォータポンプ２４の稼動が停止しているために、冷却水温が所定温度以上となってＥＧＲガスの還流が開始されると、徐々にＥＧＲクーラ１４の温度が上昇してゆく。ここで、ＥＧＲクーラ１４の温度が上昇すると、第３流路２３、ラジエータ１１、第１流路２１からバイパス流路２７の間で自然対流による冷却水の流れが発生することから、ＥＧＲクーラ１４内の冷却水が循環する。そのため、ＥＧＲクーラ１４内に低温の冷却水が流入することから、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートすることを抑制することができる（図２（ａ）（ｂ）参照）。

ＥＣＵ１０は、エンジン１００の冷却水温が所定温度以上となった場合に、ＥＧＲガスの還流を停止させる。この制御を実行することで、高温のＥＧＲガスが大量に還流されることでＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートするのを抑制することができる。ここで、ＥＧＲガスの還流を停止させるか否かを判断するための所定温度は、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートする可能性があると判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば１００［℃］に設定することができる。

更に、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の暖機中に、冷却水温またはＥＧＲクーラ１４の温度に応じてラジエータファン１２の運転を制御する（図３参照）。
ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却水温が所定温度未満の場合に、ラジエータファン１２の運転を停止させる。この制御を実行することで、冷却水の温度が過度に低下することを抑制することができる。ここで、ラジエータファン１２の運転を停止させるか否かを判断するための所定温度は、ラジエータファン１２の運転開始温度（第４温度）未満の任意の冷却水温を適用することができるが、例えば９０［℃］に設定することができる。また、第４温度とは、ラジエータ１１の冷却能力に応じて任意の冷却水温を適用することができるが、例えば９５［℃］に設定することができる。
ＥＣＵ１０は、エンジン１００の冷却水温が第４温度以上となった場合に、ラジエータファン１２の運転を開始させる。また、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲクーラ温度センサ３２の検出結果に基づいて、ＥＧＲクーラ１４の温度が第１しきい値以上となった場合、すなわちＥＧＲクーラ１４の冷却が必要であると判断する場合に、ラジエータファン１２の運転を開始させる。これにより、エンジン１００やＥＧＲクーラ１４を循環する冷却水をより低温に冷却することができることから、エンジン１００やＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートするのを抑制することができる。ここで、第１しきい値とは、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートする可能性があると判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば１００［℃］に設定することができる。

つづいて、ＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、エンジン冷却システム１の動作を説明する。図５はＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例のエンジン冷却システム１は、第１流路と、第２流路と、冷媒ポンプと、主サーモスタットと、副サーモスタットと、第３流路と、バイパス流路とを備えることで、冷媒を循環させるポンプが停止している場合であっても、内燃機関内やＥＧＲクーラ内の冷媒を循環させてオーバーヒートを抑制することができる。

ＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始し、イグニッションスイッチがＯＮの間、所定時間毎に実行される。まず、ＥＣＵ１０はステップＳ１で、ウォータポンプ２４の電磁クラッチを分断させつつ、ラジエータファン１２の運転を停止させることで、エンジン１００の暖機性向上制御を実行する（図２（ａ）参照）。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１の処理を終えると、次のステップＳ２へ進む。

ステップＳ２で、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲクーラ温度センサ３２の検出結果に基づいて、ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が第１しきい値未満であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が第１しきい値未満でない、すなわち第１しきい値以上である場合（ステップＳ２／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートする可能性があると判断し、ステップＳ７へ進む。ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が第１しきい値未満である場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ３へ進む。

ステップＳ３で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、冷却水温が副サーモスタット２６の開弁温度（第３温度）以上であるか否かを判断する。ここで、副サーモスタット２６の開弁温度については前述したために、その詳細な説明は省略する。冷却水温が副サーモスタット２６の開弁温度以上でない場合（ステップＳ３／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。冷却水温が副サーモスタット２６の開弁温度以上である場合（ステップＳ３／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は副サーモスタット２６が開弁している、すなわち第２流路が連通していると判断し、次のステップＳ４へ進む。

ステップＳ４で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、冷却水温が主サーモスタット２５の開弁温度（第２温度）以上であるか否かを判断する。ここで、主サーモスタット２５の開弁温度については前述したために、その詳細な説明は省略する。冷却水温が主サーモスタット２５の開弁温度以上でない場合（ステップＳ４／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。冷却水温が主サーモスタット２５の開弁温度以上である場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は主サーモスタット２５が開弁している、すなわち第１流路が連通していると判断し、次のステップＳ５へ進む。

ステップＳ５で、ＥＣＵ１０は、エンジン１００が充分に暖機されたと判断し、ステップＳ１で分断させたウォータポンプ２４の電磁クラッチを係合させて、ウォータポンプ２４を稼動させる。この制御を実行することで、充分に暖機されて高温となったエンジン１００やＥＧＲクーラ１４に冷却水を循環させて適切な温度まで冷却することができる（図２（ｃ）参照）。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を終えると、次のステップＳ６へ進む。

ステップＳ６で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、冷却水温がラジエータファン１２の運転開始温度（第４温度）以上であるか否かを判断する。ここで、ラジエータファン１２の運転開始温度については前述したために、その詳細な説明は省略する。冷却水温がラジエータファン１２の運転開始温度以上でない場合（ステップＳ６／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。冷却水温がラジエータファン１２の運転開始温度以上である場合（ステップＳ６／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ７へ進む。

ステップＳ２の判断がＮＯの場合に、またはステップＳ６の処理を終えると、ＥＣＵ１０はステップＳ７へ進む。ステップＳ７で、ＥＣＵ１０は、エンジン冷却システム１を循環する冷却水の温度が高いと判断し、ステップＳ１で停止させたラジエータファン１２の運転を開始させて、ラジエータ１１を冷却する。この制御を実行することで、ラジエータ１１の冷却能力を向上させて、エンジン冷却システム１を循環する冷却水をより低温に冷却できることから、エンジン１００やＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートすることを抑制することができる。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を終えると、制御の処理を終了する。

つづいて、ウォータポンプ２４の故障を判定するフローを説明する。図６はＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０の制御は、ステップＳ７の制御が実行されると、すなわちラジエータファン１２の運転が開始されると開始し、ラジエータファン１２が運転する間、所定時間毎に実行される。まず、ＥＣＵ１０はステップＳ８で、水温センサ３１の検出結果に基づいて、ラジエータファン１２の運転開始後から所定期間に冷却水温が低下しているか否かを判断する。ここで、所定期間は冷却水の流速等に基づいて任意の期間に設定することができる。ラジエータファン１２の運転開始後から所定期間に冷却水温が低下している場合（ステップＳ８／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、ウォータポンプ２４が正常に稼動していると判断し、制御の処理を終了する。ラジエータファン１２の運転開始後から所定期間に冷却水温が低下していない場合（ステップＳ８／ＮＯ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ９へ進む。

ステップＳ９で、ＥＣＵ１０は、ウォータポンプ２４が正常に稼動していないと判断し、ウォータポンプ２４が異常である旨を警告する。警告としては、警告ランプを点灯させる等、運転者にウォータポンプ２４の異常を伝達できる種々の手法を採用することができる。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ９の処理を終えると、次のステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、自然対流による冷却水の循環によってエンジン１００の冷却水温が所定温度以下に維持されているか否かを判断する。ここで、所定温度とは、エンジン１００がオーバーヒートする可能性があると判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば１００［℃］に設定することができる。エンジン１００の冷却水温が所定温度以下に維持されている場合（ステップＳ１０／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の出力を維持できると判断し、制御の処理を終了する。エンジン１００の冷却水温が所定温度以下に維持されていない場合（ステップＳ１０／ＮＯ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１１で、ＥＣＵ１０は、エンジン１００の出力を維持するとオーバーヒートする可能性があると判断し、エンジン１００の出力を制限する。この場合、ＥＣＵ１０は、図７のエンジン１００の冷却受熱（Ｑｗ）マップに基づいて、例えばＱｗが最大値の５０［％］を超えないようにエンジン１００の出力を制限することで、エンジン１００がオーバーヒートすることを抑制する。なお、エンジン１００の出力制限は、車両の走行状態に応じて任意に設定することができる。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１の処理を終えると、次のステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、出力制限後のエンジン１００の冷却水温が所定温度以下に維持されているか否かを判断する。ここで、所定温度とは、エンジン１００がオーバーヒートする危険性があると判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば１１０［℃］に設定することができる。エンジン１００の冷却水温が所定温度以下に維持されている場合（ステップＳ１２／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、エンジン１００がオーバーヒートする危険性は低いと判断し、制御の処理を終了する。エンジン１００の冷却水温が所定温度以下に維持されていない場合（ステップＳ１２／ＮＯ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３で、ＥＣＵ１０は、エンジン１００がオーバーヒートする危険性があると判断し、エンジン１００の出力を車両が退避走行に必要な最低限の出力に制限する。この場合、ＥＣＵ１０は、図７のエンジン１００の冷却受熱（Ｑｗ）マップに基づいて、例えばＱｗが最大値の２５［％］を超えないようにエンジン１００の出力を制限することで、エンジン１００がオーバーヒートすることを抑制する。なお、エンジン１００の出力制限は、車両の走行状態に応じて任意に設定することができる。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ１３の処理を終えると、制御の処理を終了する。

次に、ＥＧＲクーラ温度センサ３２の検出結果に基づいてラジエータファン１２の停止を判定するフローを説明する。図８はＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０の制御は、ステップＳ７の制御が実行されると、すなわちラジエータファン１２の運転が開始されると開始し、ラジエータファン１２が運転する間、所定時間毎に実行される。まず、ＥＣＵ１０はステップＳ１４で、ＥＧＲクーラ温度センサ３２の検出結果に基づいて、ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が第１しきい値以上であるか否かを判断する。ここで、第１しきい値については前述したために、その詳細な説明は省略する。ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が第１しきい値以上である場合（ステップＳ１４／ＹＥＳ）、ＥＣＵ１０は、ラジエータ１１の冷却を継続する必要があると判断し、制御の処理を終了する。ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が第１しきい値以上でない場合（ステップＳ１４／ＮＯ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５で、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートする可能性が低いと判断し、ステップＳ３で運転を開始させたラジエータファン１２の運転を停止させる。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１５の処理を終えると、制御の処理を終了する。

そして、水温センサ３１の検出結果に基づいてウォータポンプ２４およびラジエータファン１２の稼動停止を判定するフローを説明する。図９はＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０の制御は、ステップＳ５またはステップＳ７の制御が実行されると、すなわちウォータポンプ２４またはラジエータファン１２の稼動が開始されると開始し、ウォータポンプ２４またはラジエータファン１２が稼動する間、所定時間毎に実行される。まず、ＥＣＵ１０はステップＳ１６で、水温センサ３１の検出結果に基づいて、冷却水温がラジエータファン１２の運転停止温度以下であるか否かを判断する。ここで、ラジエータファン１２の運転停止温度とは、ラジエータファン１２の運転開始温度（第４温度）より低温の任意の冷却水温を適用するが、例えば９０［℃］とすることができる。冷却水温がラジエータファン１２の運転停止温度以下でない場合（ステップＳ１６／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、ラジエータ１１の冷却を継続する必要があると判断し、制御の処理を終了する。ＥＧＲクーラ１４内の冷却水温が所定温度以下である場合（ステップＳ１６／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７で、ＥＣＵ１０は、エンジン１００がオーバーヒートする可能性が低いと判断し、ステップＳ７で運転を開始させたラジエータファン１２の運転を停止させる。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１７の処理を終えると、次のステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１８で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、冷却水温がウォータポンプ２４の稼動停止温度以下であるか否かを判断する。ここで、ウォータポンプ２４の稼動停止温度とは、ウォータポンプ２４の稼動開始温度（第１温度）より低温の任意の冷却水温を適用するが、例えば８５［℃］とすることができる。冷却水温がウォータポンプ２４の稼動停止温度以下でない場合（ステップＳ１８／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は、ウォータポンプ２４の稼動を継続する必要があると判断し、制御の処理を終了する。冷却水温がウォータポンプ２４の稼動停止温度以下である場合（ステップＳ１８／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１９で、ＥＣＵ１０は、エンジン１００がオーバーヒートする可能性が低いと判断し、ステップＳ５で係合させた電磁クラッチを分断させてウォータポンプ２４の稼動を停止させる。ＥＣＵ１０は、ステップＳ１９の処理を終えると、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例のエンジン冷却システム１は、第１流路と、第２流路と、冷媒ポンプと、主サーモスタットと、副サーモスタットと、第３流路と、バイパス流路とを備えることで、冷媒を循環させるポンプが停止している場合であっても、内燃機関内やＥＧＲクーラ内の冷媒を循環させることができる。よって、ポンプ停止時においても冷媒の循環を確保することでオーバーヒートを抑制することができる。

つづいて、本発明の実施例２について説明する。本実施例のエンジン冷却システム２は、ＥＧＲクーラと第２流路との間の第３流路にＥＧＲサーモスタットを備える点でエンジン冷却システム１と相違している。

本実施例のエンジン冷却システム２は、実施例１と同様に第１流路２１、第２流路２２、第３流路２３、ウォータポンプ２４、主サーモスタット２５、副サーモスタット２６、バイパス流路２７を備えることで、ウォータポンプ２４が停止している場合であっても、エンジン１００やＥＧＲクーラ１４内の冷却水を自然対流によって循環させることができる。
更に、エンジン冷却システム２は、第３流路２３にＥＧＲサーモスタット２８を備えることで、エンジン１００の暖機状態に応じてＥＧＲクーラ１４を循環する冷却水の流量を調整することができる。よって、適切な温度のＥＧＲガスを吸気側に還流させることができるうえに、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートすることを抑制することができる。

図１０は、本発明の内燃機関の冷却装置を組み込んだエンジン冷却システム２の概略構成を示した構成図である。
ＥＧＲサーモスタット２８は、第３流路２３のよりＥＧＲクーラ１４に隣接した位置に設けられており、ＥＧＲクーラ１４の温度に基づいて第３流路２３の連通を制御する。ＥＧＲサーモスタット２８は、主サーモスタット２５と同様の構造を有し、ＥＧＲクーラ１４の温度、すなわちＥＧＲクーラ１４内部の冷却水の温度に応じてその弁開度を変化させることで、第３流路２３を流通する冷却水の流量を調節する。それによって、ＥＧＲクーラ１４を循環する冷却水の流量を調節し、ＥＧＲクーラ１４の冷却能力を制御する。
この場合、ＥＧＲサーモスタット２８は、副サーモスタット２６よりも低温であって、ＥＧＲガスの冷却を開始する冷却水温（例えば、６０［℃］）から徐々に開弁する構成とする。このような構成とすることで、エンジン１００の暖機制御においてＥＧＲガスの還流が開始された場合に、エンジン１００の暖機状態、すなわち還流されるＥＧＲガス温度に応じてＥＧＲサーモスタット２８が開弁する。よって、ＥＧＲクーラ１４を循環する冷却水の流量を適切に調節することができることから、ＥＧＲガスの過冷却または冷却不足を抑制することができる（図１１参照）。
なお、ＥＧＲサーモスタット２８は、本発明の第３サーモスタットに相当する。

つづいて、ＥＣＵ１０の制御の流れに沿って、エンジン冷却システム２の動作を説明する。図１２はＥＣＵ１０の処理の一例を示すフローチャートである。なお、エンジン冷却システム２のＥＣＵ１０は、実施例１のエンジン冷却システム１のステップＳ１からステップＳ１９の処理とあわせて、以下のステップＳ２０からステップＳ２６までの制御を行う。よってステップＳ１からステップＳ１９の制御は実施例１のエンジン冷却システム１と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
本実施例のエンジン冷却システム２は、第３流路２３にＥＧＲサーモスタット２８を備えることで、エンジン１００の暖機状態に応じてＥＧＲクーラ１４を循環する冷却水の流量を調整することができる。

ＥＣＵ１０の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがＯＮにされると開始し、イグニッションスイッチがＯＮの間、所定時間毎に実行される。まず、ＥＣＵ１０はステップＳ２０で、ＥＧＲバルブに閉鎖するよう指令し、ＥＧＲガスの還流を停止させる（図１１参照）。この制御を実行することで、低温のＥＧＲガスが還流することによってエンジン１００の燃焼が悪化することを抑制することができる。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０の処理を終えると、次のステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス還流開始温度以上であるか否かを判断する。ここで、ＥＧＲガス還流開始温度とは、ＥＧＲガスの還流を開始させてもエンジン１００の燃焼が悪化しないと判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば４０［℃］に設定することができる。エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス還流開始温度以上でない場合（ステップＳ２１／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス還流開始温度以上である場合（ステップＳ２１／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２で、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０で閉鎖させたＥＧＲバルブに開放するよう指令し、バイパス通路を通じて、すなわちＥＧＲクーラ１４をバイパスさせてＥＧＲガスの還流を開始する（図１１参照）。この制御を実行することで、エンジン１００の燃費を向上させたりＮＯｘの排出量を低減させたりすることができる。この場合、ＥＣＵ１０は、冷却水温に応じてＥＧＲバルブ開度を制御し、適切なＥＧＲガスの還流量に調節する（図４参照）。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ２２の処理を終えると、次のステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス冷却開始温度以上であるか否かを判断する。ここで、ＥＧＲガス冷却開始温度とは、ＥＧＲガスを冷却してもエンジン１００の燃焼が悪化しないと判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば６０［℃］に設定することができる。エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス冷却開始温度以上でない場合（ステップＳ２３／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス冷却開始温度以上である場合（ステップＳ２３／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２４で、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲサーモスタット２８が開弁している、すなわち第３流路２３が連通していると判断し、ステップＳ２２でバイパスさせたＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４を経由させて還流させる（図１１参照）。この制御を実行することで、ＥＧＲガスをＥＧＲクーラ１４にて冷却して密度を高めることができることから、より多くのＥＧＲガスを還流させることができる。この場合、ＥＧＲサーモスタット２８が開弁することで、第３流路２３、ラジエータ１１、第１流路２１からバイパス流路２７の間で自然対流による冷却水の流れが発生することから、ＥＧＲクーラ１４内の冷却水が循環する。そのため、ＥＧＲクーラ１４内に低温の冷却水が流入することから、ウォータポンプ２４の稼動が停止している場合であってもＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートすることを抑制することができる（図１３（ｂ）参照）。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ２４の処理を終えると、次のステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５で、ＥＣＵ１０は、水温センサ３１の検出結果に基づいて、エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス還流停止温度以上であるか否かを判断する。ここで、ＥＧＲガス還流停止温度とは、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートする可能性があると判断できる任意の冷却水温を適用するが、例えば１００［℃］に設定することができる。エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス還流停止温度以上でない場合（ステップＳ２５／ＮＯ）、ＥＣＵ１０は制御の処理を終了する。エンジン１００の冷却水温がＥＧＲガス還流停止温度以上である場合（ステップＳ２５／ＹＥＳ）は、ＥＣＵ１０は次のステップＳ２６へ進む。

ステップＳ２６で、ＥＣＵ１０は、ＥＧＲバルブに閉鎖するよう指令し、ＥＧＲガスの還流を停止させる（図１１参照）。この制御を実行することで、高温のＥＧＲガスが大量に還流されることでＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートするのを抑制することができる。
ＥＣＵ１０は、ステップＳ２６の処理を終えると、制御の処理を終了する。

以上のように、本実施例のエンジン冷却システム２は、ＥＧＲクーラと第２流路との間の第３流路にＥＧＲサーモスタットを備えることにより、内燃機関の暖機状態に応じてＥＧＲクーラを循環する冷却水の流量を調整することができる。よって、適切な温度のＥＧＲガスを吸気側に還流させることができるうえに、ＥＧＲクーラ１４がオーバーヒートすることを抑制することができる。

上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１エンジン冷却システム
１０ＥＣＵ
１１ラジエータ
１２ラジエータファン
１３排気ガス導入通路
１４ＥＧＲクーラ
２１第１流路
２２第２流路
２３第３流路
２４ウォータポンプ（冷媒ポンプ）
２５主サーモスタット（第１サーモスタット）
２６副サーモスタット（第２サーモスタット）
２７バイパス流路
２７ａ一方弁
３１水温センサ
３２ＥＧＲクーラ温度センサ
１００エンジン

Claims

内燃機関のＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラを備える内燃機関の冷却装置であって、
ラジエータを循環した冷媒を前記内燃機関に向けて流通させる第１流路と、
前記内燃機関を循環した冷媒を前記ラジエータに向けて流通させる第２流路と、
前記第１流路に設けられ、前記内燃機関が第１温度以上の場合に稼動することで前記冷媒を循環させる冷媒ポンプと、
前記ラジエータと前記冷媒ポンプとの間の前記第１流路に設けられ、前記内燃機関が第２温度以上の場合に開弁することで前記第１流路を冷媒を流通可能とする第１サーモスタットと、
前記内燃機関と前記ラジエータとの間の前記第２流路に設けられ、前記内燃機関が第３温度以上の場合に開弁することで前記第２流路を冷媒を流通可能とする第２サーモスタットと、
前記冷媒ポンプの出口側の前記第１流路から分岐して前記ＥＧＲクーラを経由して前記第２流路に合流し、前記冷媒の一部を前記ＥＧＲクーラを循環させる第３流路と、
前記ラジエータと前記第１サーモスタットとの間の前記第１流路から分岐して前記第１サーモスタットと前記冷媒ポンプとの間の前記第１流路に合流し、前記冷媒を前記第１サーモスタットをバイパスさせて流通させるバイパス流路と、
を備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
前記第１流路は、前記ＥＧＲクーラよりも下方に設けられ、かつ、前記第２流路は、前記ＥＧＲクーラよりも上方に設けられることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
前記バイパス流路は、前記冷媒ポンプが稼動していない場合にのみ前記冷媒を流通させることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置。
前記第２サーモスタットは、前記第１サーモスタットよりも低温で開弁することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の冷却装置。
前記ＥＧＲクーラと前記第２流路との間の前記第３流路に設けられ、前記ＥＧＲクーラが所定の温度以上の場合に開弁することで前記第３流路を連通させる第３サーモスタットを備え、
前記第３サーモスタットは、前記第２サーモスタットよりも低温で開弁することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の内燃機関の冷却装置。
前記内燃機関が第４温度以上の場合に前記ラジエータを冷却するラジエータ冷却手段を備え、
前記ラジエータ冷却手段は、前記内燃機関が第４温度未満であって、前記ＥＧＲクーラの温度が第１しきい値以上の場合に、前記ラジエータを冷却することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の内燃機関の冷却装置。