JP2013060923A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態へと移行したときの冷却水の温度の応答性を向上させる。
【解決手段】エンジン冷却系に、ラジエータ１６への流量配分を変化させる電子制御式のサーモスタット２２と、ラジエータ１６に対して送風を行う電動式のラジエータファン１４と、を配設する。また、燃費重視の高水温状態であるときに、サーモスタット２２を閉じ側に制御すると共に、ラジエータ１６における冷却水の温度が低下するように、ラジエータファン１４の風量を制御する。そして、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態へと移行したときに、サーモスタット２２を開き側に制御し、高水温状態の冷却水に低水温状態の冷却水を混合することで、エンジン１０に供給される冷却水の温度を急速に低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンを冷却する技術に関する。

エンジンを冷却する技術として、特開２００４−３５３６０２号公報（特許文献１）に記載されるように、電子制御式のサーモスタットにより、ラジエータをバイパスする通路の開度を制御する技術が提案されている。かかる技術においては、エンジンの燃費を向上させるために、定地走行（Road Load）では、冷却水温度を高め（例えば、１０５℃）に維持する制御がなされている。

特開２００４−３５３６０２号公報

しかしながら、電子制御式のサーモスタットは、定地走行における冷却水温度を制御する点では有効であるが、応答性が良好でないため、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態への移行時（過渡時）に目標温度に追従できず、加速性能などの出力要求に対応できないおそれがある。

そこで、本発明は従来技術の問題点に鑑み、電子制御式のサーモスタットとラジエータファンとを連携させて制御することで、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態への移行時における冷却水温度の応答性を向上させたエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

このため、エンジン冷却系に、ラジエータへの流量配分を変化させる電子制御式のサーモスタットと、ラジエータに対して送風を行う電動ファンと、を配設する。そして、サーモスタットを閉じ側に制御すると共に、ラジエータにおける冷却水の温度が低下するように、電動ファンの風量を制御する。

電子制御式のサーモスタットと電動ファンとを連携させて制御することで、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態への移行時における冷却水温度の応答性を向上させることができる。

エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す概略構成図である。 エンジンコントロールユニットに備えられた各種機能のブロック図である。 ラジエータファン制御の一例を示すフローチャートである。 ラジエータファンにおける冷却水目標温度を設定する方法の説明図である。 ラジエータの冷却水温度を制御する場合のラジエータファン風量の制御状態を示すタイムチャートである。 燃費重視領域及び出力重視領域の説明図である。 燃費重視領域における上限値の設定方法の説明図である。 エンジンの冷却水温度を制御する場合のラジエータファン風量の制御状態を示すタイムチャートである。 サーモスタット制御の一例を示すフローチャートである。 サーモスタットの制御ゲインを補正する方法の説明図である。 燃費重視状態から出力重視状態へと移行した場合のサーモスタットの制御状態を示すタイムチャートである。 出力重視状態から燃費重視状態へと移行した場合のサーモスタットの制御状態を示すタイムチャートである。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す。
エンジン１０のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却した冷却水は、第１の冷却水通路１２を介して、電動式のラジエータファン１４（電動ファン）が併設されたラジエータ１６に導かれる。ラジエータ１６に導かれた冷却水は、フィンが取り付けられたラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。そして、ラジエータ１６を通過することで温度が低下した冷却水は、第２の冷却水通路１８を介してエンジン１０へと戻される。

また、エンジン１０から排出された冷却水がラジエータ１６をバイパスするように、第１の冷却水通路１２と第２の冷却水通路１８とは、バイパス通路２０を介して連通接続されている。バイパス通路２０の下流端と第２の冷却水通路１８との接合箇所には、バイパス通路２０の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する、電子制御式のサーモスタット２２が配設されている。従って、サーモスタット２２を制御することで、ラジエータ１６を通過する冷却水の割合を変化させることが可能となり、エンジン冷却系における冷却水温度を制御することができる。なお、サーモスタット２２は、バイパス通路２０の上流端と第１の冷却水通路１２との接合箇所に配設されていてもよい。

第２の冷却水通路１８の下流端、及び、そのサーモスタット２２の下流である中間部には、エンジン１０とラジエータ１６との間で冷却水を強制的に循環させる、機械式ウォータポンプ２４及び電動ウォータポンプ２６が夫々配設されている。機械式ウォータポンプ２４は、エンジン１０の冷却水入口を塞ぐように取り付けられており、例えば、エンジン１０のカムシャフトによって駆動される。電動ウォータポンプ２６は、アイドルストップ機能によりエンジン１０が停止した場合にも冷却性能を発揮できるようにすべく、例えば、エンジン１０とは異なる駆動源としてのブラシレスモータによって駆動される。

ラジエータファン１４、サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６の駆動を制御する制御系として、エンジン１０から排出される冷却水の温度（冷却水温度）を検出する水温センサ２８、車速を検出する車速センサ３０、外気温を検出する温度センサ３２、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ３４、エンジン負荷を検出する負荷センサ３６が取り付けられている。ここで、エンジン負荷としては、例えば、吸気流量、吸気負圧、過給圧力、燃料噴射量、アクセル開度、スロットル開度など、エンジントルクと密接に関連する状態量が適用できる。そして、水温センサ２８、車速センサ３０、温度センサ３２、回転速度センサ３４及び負荷センサ３６の出力信号は、コンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット３８に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムに従って、ラジエータファン１４、サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６が制御される。

具体的には、エンジンコントロールユニット３８は、例えば、アイドルストップ機能によりエンジン１０が停止した場合、電動ウォータポンプ２６を作動させる。また、エンジンコントロールユニット３８は、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態に移行した場合の応答性を確保すべく、燃費重視状態において、ラジエータ１６の冷却水温度がラジエータ１６を除くエンジン冷却系の冷却水温度より低くなるように、ラジエータファン１４及びサーモスタット２２を制御する。

なお、冷却水温度、車速、外気温、エンジン回転速度及びエンジン負荷の少なくとも１つは、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して接続された他のコントロールユニットから読み込むようにしてもよい。また、ラジエータファン１４、サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６は、エンジンコントロールユニット３８に限らず、専用のコントロールユニット、他のコントロールユニットによって制御されるようにしてもよい。

図２は、エンジンコントロールユニット３８に備えられた各種機能を示す。
エンジンコントロールユニット３８は、制御プログラムを実行することで、目標温度設定部３８Ａ、冷却水温度推定部３８Ｂ、ラジエータファン制御部３８Ｃ、制御ゲイン設定部３８Ｄ及びサーモスタット制御部３８Ｅを実現する。

目標温度設定部３８Ａは、冷却水温度に基づいて、ラジエータ１６における冷却水の目標温度を設定する。冷却水温度推定部３８Ｂは、冷却水温度、車速、外気温、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づいて、ラジエータ１６における冷却水温度を推定する。ラジエータファン制御部３８Ｃは、目標温度設定部３８Ａにより設定された冷却水の目標温度、及び、冷却水温度推定部３８Ｂにより推定された冷却水温度に基づいて、ラジエータファン１４の駆動を制御する。制御ゲイン設定部３８Ｄは、冷却水温度推定部３８Ｂにより推定された冷却水温度に基づいて、サーモスタット２２を目標開度にフィードバック制御するための制御ゲインを設定する。サーモスタット制御部３８Ｅは、制御ゲイン設定部３８Ｄにより設定された制御ゲインに基づいて、サーモスタット２２を目標開度にフィードバック制御する。

図３は、イグニッションスイッチがＯＮになったことを契機として、エンジンコントロールユニット３８の目標温度設定部３８Ａ、冷却水温度推定部３８Ｂ及びラジエータファン制御部３８Ｃが協働して、所定時間ごとに繰り返し実行するラジエータファン制御の一例を示す。

ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、目標温度設定部３８Ａが、水温センサ２８により検出された冷却水温度に基づいて、ラジエータ１６における冷却水の目標温度Ｒｔを設定する。即ち、図４に示すように、ラジエータ１６の容量をＲｃ[Ｌ]、エンジン冷却系の全体容量をＡｃ[Ｌ]とした場合、目標温度設定部３８Ａは、「Ｒｔ＝（目標温度最小値×Ａｃ−（Ａｃ−Ｒｃ）×冷却水温度）／Ｒｃ」という式に冷却水温度を代入して、冷却水の目標温度Ｒｔを演算する。ここで、目標温度最小値としては、エンジン冷却系の目標温度の最小値、具体的には、燃費重視の冷却水温度よりも低温である、出力重視の冷却水温度を用いる。なお、目標温度Ｒｔは、外気温を最小値とする。

冷却水の目標温度Ｒｔの意義を説明すると、次のようになる。
冷却水温度が燃費重視の高めの目標温度に制御されている定地走行から、冷却水温度が出力重視の低めの目標温度に制御される全開領域へ移行する場合、エンジン冷却系の冷却水温度を、例えば、１０５℃から９０℃へと低下させる必要がある。ラジエータ容量Ｒｃを３Ｌ、エンジン冷却系の全体容量Ａｃを１０Ｌとすると、ラジエータ１６を除くエンジン冷却系の７Ｌかつ１０５℃の冷却水に、ラジエータ１６の３Ｌの冷却水を混ぜることで、エンジン冷却系の冷却水温度を９０℃にすることとなる。この場合、ラジエータ１６の冷却水を何度にすればよいかを目標温度とする。上記の例では、目標温度Ｒｔ＝（９０[℃]×１０[Ｌ]−（１０[Ｌ]−３[Ｌ]）×１０５[℃]）／３[Ｌ]＝５５[℃]となる。

ステップ２では、冷却水温度推定部３８Ｂが、水温センサ２８により検出された冷却水温度、車速センサ３０により検出された車速、温度センサ３２により検出された外気温、回転速度センサ３４により検出されたエンジン回転速度、負荷センサ３６により検出されたエンジン負荷に基づいて、ラジエータ１６における冷却水温度を推定する。即ち、冷却水温度推定部３８Ｂは、「冷却水温度推定値＝冷却水温度×（ａ／車速）×（外気温／ｂ）×（リフト量／ｃ）×（ｄ／ラジエータファン回転速度）×（エンジン回転速度／ｅ）×（エンジン負荷／ｆ）」という式に冷却水温度、車速、外気温、エンジン回転速度及びエンジン負荷を代入して、冷却水温度を推定する。ここで、リフト量は、サーモスタット２２の弁体が着座状態からどの位リフトしているかを示す制御変数であって、例えば、サーモスタット２２に出力する制御信号から求めることができる。また、上記式におけるａ〜ｆは、エンジン出口における冷却水温度について、車速、外気温、リフト量、ラジエータファン回転速度、エンジン回転速度及びエンジン負荷による補正を行うための定数であって、次のような意味を持つ。

車速が大きいほどラジエータ１６を通過する走行風が増加して冷却水温度が低下するので、車速の逆数を用いた補正を行う。外気温が高いほどラジエータ１６の放熱効率が低下して冷却水温度が上昇するので、外気温に比例した補正を行う。リフト量が大きいほどラジエータ１６を通過しない冷却水が増加して冷却水温度が上昇するので、リフト量に比例した補正を行う。ラジエータファン回転速度が高いほどラジエータ１６を通過する風が増加して冷却水温度が低下するので、ラジエータファン回転速度の逆数を用いた補正を行う。エンジン回転速度が高いほど発熱量が増加して冷却水温度が上昇するので、エンジン回転速度に比例した補正を行う。エンジン負荷が高いほど発熱量が増加して冷却水温度が上昇するので、エンジン負荷に比例した補正を行う。

なお、ラジエータ１６における冷却水温度を推定する代わりに、ラジエータ１６における冷却水温度を検出する水温センサを取り付け、この水温センサにより検出された冷却水温度を用いてもよい。

ステップ３では、ラジエータファン制御部３８Ｃが、水温センサ２８により検出された冷却水温度が第１の温度（例えば、８０℃）以上であるか否かを介して、エンジン１０の暖機が完了しているか否かを判定する。そして、ラジエータファン制御部３８Ｃは、エンジン１０の暖機が完了していると判定すれば処理をステップ４へと進める一方（Ｙｅｓ）、エンジン１０の暖機が完了していないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。

ステップ４では、ラジエータファン制御部３８Ｃが、ステップ１で設定された目標温度が第２の温度（例えば、１０５℃）以上であるか否かを介して、燃費重視の高水温状態（燃費重視状態）であるか否かを判定する。そして、ラジエータファン制御部３８Ｃは、燃費重視状態であると判定すれば処理をステップ５へと進める一方（Ｙｅｓ）、燃費重視状態でない、要するに、出力重視の低水温状態（出力重視状態）であると判定すれば処理をステップ８へと進める（Ｎｏ）。

なお、燃費重視状態と出力重視状態とが頻繁に切り替わると、ハンチングが発生するおそれがあるため、燃費重視状態から出力重視状態への移行を判定する第１の閾値と、出力重視状態から燃費重視状態への移行を判定する第２の閾値と、を異ならせることで、いわゆる「ヒステリシス」を持たせるようにしてもよい。

ステップ５では、ラジエータファン制御部３８Ｃが、ステップ１で設定された目標温度とステップ２で推定された冷却水温度（推定温度）との偏差が所定値以内であるか否かを判定する。そして、ラジエータファン制御部３８Ｃは、目標温度と推定温度との偏差が所定値以内であると判定すれば処理をステップ６へと進める一方（Ｙｅｓ）、目標温度と推定温度との偏差が所定値より大きいと判定すれば処理をステップ８へと進める（Ｎｏ）。

ステップ６では、ラジエータファン制御部３８Ｃが、ラジエータ１６における冷却水温度が目標温度となるように、ラジエータファン１４の風量を制御する。即ち、ラジエータファン制御部３８Ｃは、ステップ１で設定された目標温度とステップ２で推定された推定温度との偏差に応じた制御信号をラジエータファン１４に出力することで、ラジエータ１６における冷却水温度が目標温度となるようにする。

具体的には、ラジエータファン制御部３８Ｃは、ラジエータファン１４をＰＷＭ（パルス幅変調）制御で駆動する場合、図５に示すように、ラジエータ１６における冷却水温度が目標温度より高ければ、冷却水温度と目標温度との偏差が大きくなるにつれて大きくなるデューティ比でラジエータファン１４の風量をＰＩＤ制御する。ラジエータファン制御部３８Ｃは、ラジエータ１６における冷却水温度が目標温度より低ければ、ラジエータ１６により冷却水を冷却する必要がないため、ＰＷＭ制御のデューティ比を０にする。また、ラジエータファン１４をＯＮ／ＯＦＦ制御で駆動する場合には、ラジエータファン制御部３８Ｃは、図５に示すように、ラジエータ１６における冷却水温度が目標温度よりも高ければラジエータファン１４をＯＮする一方、ラジエータ１６における冷却水温度が目標温度よりも低ければラジエータファン１４をＯＦＦする。なお、ステップ６によるラジエータファン１４の制御は、図６に示すように、車速及び負荷が夫々小さい、燃費重視領域において行われる。

このとき、ラジエータファン１４を制限なしに作動させると、消費電力の増加により燃費が低下したり、ラジエータファン１４の耐久性に影響がでるおそれがあるので、ＰＷＭ制御のデューティ比又はＯＮ時間に上限値を設定してもよい。即ち、ラジエータ１６における冷却水温度を目標温度にするために必要な風量は、車速が低くかつ負荷が高いときに最大となり、車速が高くかつ負荷が低いときに最小となる。このため、図７に示すように、燃費重視領域において、車速が大きくかつ負荷が小さいときに小さな値をとり、車速が小さくかつ負荷が大きいときに大きな値をとる上限値を設定し、デューティ比又はＯＮ時間が上限値を超えないようにする。特に、定地走行線付近の車速及び負荷においては、燃費に影響が少ない範囲内で上限値を設定するとよい。

ステップ７では、ラジエータファン制御部３８Ｃが、冷却水の目標温度が燃費重視領域から出力重視領域に移行しかた否かを判定する。即ち、ラジエータファン制御部３８Ｃは、ステップ１で設定された目標温度が、燃費重視領域と出力重視領域とを画定する所定温度を横切ったか否かを介して、出力重視領域に移行したか否かを判定する。そして、ラジエータファン制御部３８Ｃは、出力重視領域に移行したと判定すれば処理をステップ８へと進める一方（Ｙｅｓ）、出力重視領域に移行していないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。

ステップ８では、ラジエータファン制御部３８Ｃが、エンジン１０に供給される冷却水温度が目標温度となるように、ラジエータファン１４の風量を制御する。即ち、ラジエータファン制御部３８Ｃは、冷却水温度と目標温度との偏差に応じた制御信号をラジエータファン１４に出力することで、冷却水温度が目標温度になるようにする。

具体的には、ラジエータファン制御部３８Ｃは、図８に示すように、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態に移行した場合、少なくとも目標温度の変化分だけ急速に冷却水温度を低下させたいので、冷却水温度と目標温度との偏差に応じてラジエータファン１４の風量を制御する。この場合、ラジエータファン１４をＰＷＭ制御で駆動するのであれば、図８に示すように、冷却水温度から目標温度を減算した偏差に応じたデューティ比でラジエータファン１４をＰＩＤ制御する。一方、ラジエータファン１４をＯＮ／ＯＦＦ制御で駆動するのであれば、図８に示すように、冷却水温度が目標温度よりも高ければラジエータファン１４をＯＮする一方、冷却水温度が目標温度よりも低ければラジエータファン１４をＯＦＦする。

かかるラジエータファン制御によれば、エンジン１０の暖機が完了し、燃費重視状態であり、かつ、目標温度と推定温度との偏差が所定値以内である場合、ラジエータ１６における冷却水温度がラジエータ１６を除くエンジン冷却系の冷却水温度より低くなるように、ラジエータファン１４の風量が制御される。このとき、エンジン１０の暖機が完了していなければ、ラジエータファン１４が駆動されないので、暖機促進を阻害することを抑制できる。また、出力重視状態、又は、目標温度と推定温度との偏差が所定値を超えている場合、エンジン１０に供給される冷却水温度が運転状態に応じた目標温度に近づくように、ラジエータファン１４の風量が制御される。このため、定常走行、即ち、同一の運転領域での運転が連続する場合において、そのときの運転状態に応じた冷却水温度を保持することができる。

図９は、イグニッションスイッチがＯＮになったことを契機として、エンジンコントロールユニット３８の目標温度設定部３８Ａ、冷却水温度推定部３８Ｂ、制御ゲイン設定部３８Ｄ及びサーモスタット制御部３８Ｅが協働して、所定時間ごとに繰り返す実行するサーモスタット制御の一例を示す。

ステップ１１では、目標温度設定部３８Ａが、水温センサ２８により検出された冷却水温度に基づいて、ラジエータ１６における冷却水の目標温度Ｒｔを設定する。なお、冷却水の目標温度Ｒｔの設定方法は、図３におけるステップ１と同様であるので、その説明を参照されたい。

ステップ１２では、冷却水温度推定部３８Ｂが、水温センサ２８により検出された冷却水温度、車速センサ３０により検出された車速、温度センサ３２により検出された外気温、回転速度センサ３４により検出されたエンジン回転速度、負荷センサ３６により検出されたエンジン負荷に基づいて、ラジエータ１６における冷却水温度を推定する。なお、冷却水温度の推定方法は、図３におけるステップ２と同様であるので、その説明を参照されたい。

ステップ１３では、制御ゲイン設定部３８Ｄが、水温センサ２８により検出された冷却水温度が第１の温度（例えば、８０℃）以上であるか否かを介して、エンジン１０の暖機が完了しているか否かを判定する。そして、制御ゲイン設定部３８Ｄは、エンジン１０の暖機が完了していると判定すれば処理をステップ１４へと進める一方（Ｙｅｓ）、エンジン１０の暖機が完了していないと判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。

ステップ１４では、制御ゲイン設定部３８Ｄが、ステップ１１で設定された目標温度が第２の温度（例えば、１０５℃）以上であるか否かを介して、燃費重視状態であるか否かを判定する。そして、制御ゲイン設定部３８Ｄは、燃費重視状態であると判定すれば処理をステップ１５へと進める一方（Ｙｅｓ）、燃費重視状態でない、要するに、出力重視状態であると判定すれば処理をステップ１７へと進める（Ｎｏ）。

ステップ１５では、制御ゲイン設定部３８Ｄが、目標温度と推定温度との偏差が所定値以内であるか否かを判定する。そして、制御ゲイン設定部３８Ｄは、目標温度と推定温度との偏差が所定値以内であると判定すれば処理をステップ１６へと進める一方（Ｙｅｓ）、目標温度と推定温度との偏差が所定値より大きいと判定すれば処理をステップ１７へと進める（Ｎｏ）。

ステップ１６では、制御ゲイン設定部３８Ｄが、目標温度と冷却水温度との偏差に基づいて、サーモスタット２２をＰＩＤ制御するための制御ゲインを設定する。また、制御ゲイン設定部３８Ｄは、ラジエータ１６における冷却水温度に応じて要求ゲインが異なるため、次のように、目標温度と推定温度との偏差に基づいて、制御ゲインを補正する。

即ち、サーモスタット２２のリフト量変化が同一の場合、ラジエータ１６における冷却水温度が低い方が、エンジン冷却システムの温度影響が大きい。このため、図１０に示すように、ラジエータ１６における冷却水温度が低く、目標温度との偏差が大きい場合、制御ゲインを小さくなるように補正し、サーモスタット２２のリフト量変化を抑制することで、ラジエータ１６における冷却水温度にかかわらず冷却水温度の制御性を向上させることができる。

具体的には、ＴＥＲＲ：冷却水温度―目標温度、ＴＥＲＲｚ：前回のＴＥＲＲ値、Ｐgain：Ｐ分基本ゲイン値、Ｉgain：Ｉ分基本ゲイン値、Ｄgain：Ｄ分基本ゲイン値、ＲＡＤＨＯＳＰ：Ｐgain補正値、ＲＡＤＨＯＳＩ：Ｉgain補正値、ＲＡＤＨＯＳＤ：Ｄgain補正値とすると、
Ｐ分の制御ゲイン＝ＴＥＲＲ×Ｐgain×ＲＡＤＨＯＳＰ
Ｉ分の制御ゲイン＝ＴＥＲＲ×Ｉgain×ＲＡＤＨＯＳＩ
Ｄ分の制御ゲイン＝（ＴＥＲＲ−ＴＥＲＲｚ）×Ｄgain×ＲＡＤＨＯＳＤ
と表すことができる。そして、この制御ゲインを使用して、サーモスタット２２がＰＩＤ制御される。

ステップ１７では、制御ゲイン設定部３８Ｄが、サーモスタット２２をＰＩＤ制御するための制御ゲインについて、目標温度と推定温度との偏差に基づく補正を停止すべく、ＲＡＤＨＯＳＰ，ＲＡＤＨＯＳＩ及びＲＡＤＨＯＳＤをクリア、要するに、これらを１に設定する。

即ち、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態に移行した場合、図１１に示すように、少なくとも目標温度の変化分だけ急速に冷却水温度を低下させたい。このため、サーモスタット２２をＰＩＤ制御するための制御ゲインは、目標温度と冷却水温度との偏差に応じて設定し、制御ゲインを小さくする補正を停止する。この場合、ＰＩＤ制御における制御ゲインは、次のようになる。

Ｐ分の制御ゲイン＝ＴＥＲＲ×Ｐgain
Ｉ分の制御ゲイン＝ＴＥＲＲ×Ｉgain
Ｄ分の制御ゲイン＝（ＴＥＲＲ−ＴＥＲＲｚ）×Ｄgain
ステップ１８では、サーモスタット制御部３８Ｅが、ステップ１６又はステップ１７で設定された制御ゲインに基づいて、エンジン１０に供給される冷却水温度が目標温度となるように、サーモスタット２２の弁体開度を制御する。具体的には、サーモスタット制御部３８Ｅは、目標温度と推定温度との偏差が大きくなるにつれて大きくなるデューティ比で、サーモスタット２２を制御ゲインに基づいてＰＩＤ制御する。

かかるサーモスタット制御によれば、エンジン１０の暖機が完了し、燃費重視状態であり、かつ、目標温度と推定温度との偏差が所定値以内である場合、目標温度と推定温度との偏差に応じた制御ゲインにより、冷却水温度が目標温度となるように、サーモスタット２２がＰＩＤ制御される。このとき、冷却水温度が目標温度より高ければ、これらの偏差に応じてサーモスタット２２のリフト量が設定されるため、ラジエータ１６を通過する冷却水の流量が小さく又は０となり、ラジエータファン１４による送風によって、その温度が低下する。

また、出力重視状態から燃費重視状態へと移行した場合には、図１２に示すように、目標温度と推定温度との偏差が所定値以内となるまで、出力重視状態の制御が継続されるため、サーモスタット２２の動作遅れを考慮した制御を行うことができる。

そして、ラジエータファン制御及びサーモスタット制御が並行して行われることで、燃費重視の高水温状態から出力重視の低水温状態へ移行した場合、高温である冷却水とこれよりも低温である冷却水とを混合して、エンジン１０に供給される冷却水温度を低下させる。このため、燃費重視状態から出力重視状態に移行した直後であっても、エンジン１０に低水温状態の冷却水を供給することが可能となり、加速性能などの出力要求に対応することができる。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記電動ファンの操作量を車速及びエンジン負荷に応じて制限する、エンジンの制御装置。
上記構成によれば、車両状態に応じたラジエータの冷却能力が考慮されるため、消費電力の増加による燃費低下、電動ファンの耐久性への影響を抑制することができる。

（ロ）請求項１〜３又は（イ）のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記ラジエータにおける冷却水の温度と前記ラジエータにおける冷却水の目標温度との偏差に応じて、前記サーモスタット及び前記電動ファンの操作量を設定する、エンジンの制御装置。
上記構成によれば、ラジエータにおける冷却水の温度と目標温度との偏差に応じて、サーモスタット及び電動ファンの操作量が設定されるので、両者の偏差が小さい場合には操作量が小さくなり、消費電力を抑制することができる。

（ハ）請求項１〜３、（イ）又は（ロ）のいずれか１つに記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジン冷却系における冷却水の目標温度が低温側から高温側へと移行した直後には、前記エンジン冷却系における冷却水の温度と前記エンジン冷却系における冷却水の目標温度との偏差が所定値以内になるまで、前記低温側における制御を継続する、エンジンの制御装置。
上記構成によれば、エンジン冷却系における冷却水の目標温度が低温側から高温側へと移行した直後は、電子制御式のサーモスタットの操作量を０にしても、サーモスタットが閉じるまでにある程度の遅れが生じるため、この遅れを考慮したサーモスタットの制御を実現することができる。

１０…エンジン、１２…第１の冷却水通路、１４…ラジエータファン（電動ファン）、１６…ラジエータ、１８…第２の冷却水通路、２０…バイパス通路、２２…サーモスタット、２８…水温センサ、３０…車速センサ、３２…温度センサ、３４…回転速度センサ、３６…負荷センサ、３８…エンジンコントロールユニット、３８Ａ…目標温度設定部、３８Ｂ…冷却水温度推定部、３８Ｃ…ラジエータファン制御部、３８Ｄ…制御ゲイン設定部、３８Ｅ…サーモスタット制御部

Claims (3)

1. エンジン冷却系に、ラジエータへの流量配分を変化させる電子制御式のサーモスタットと、前記ラジエータに対して送風を行う電動ファンと、を配設し、前記サーモスタットを閉じ側に制御すると共に、前記ラジエータにおける冷却水の温度が低下するように、前記電動ファンの風量を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記エンジン冷却系における冷却水の目標温度が所定値を超える場合に、前記サーモスタット及び前記電動ファンの制御を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記ラジエータにおける冷却水の温度が所定値よりも低くなった場合に、少なくとも、前記ラジエータにおける冷却水の温度に基づいて、前記サーモスタットを閉じ側に制御する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの制御装置。