JP2013194581A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクタが設置されるエンジンの冷却装置において、運転停止後のインジェクタの必要以上の昇温を抑制または防止可能とする。
【解決手段】エンジン１の停止後にエンジン１内の高温冷却液とタンク２１内の低温冷却液とを入れ替える。これにより、エンジン１の停止後におけるエンジン１内の熱のこもりが抑制または防止されるので、インジェクタ１０のノズルが必要以上に昇温せずに済むようになる。これにより、ノズルにデポジットが堆積することが抑制または防止される。
【選択図】図３

Description

本発明は、インジェクタ（燃料噴射弁）が設置されるエンジン（内燃機関）の冷却装置に係り、特にインジェクタのノズルの温度上昇を抑制するための技術に係る。

一般に、筒内燃料噴射式のエンジンの場合、インジェクタのノズルが燃焼室近傍に配置されている関係より、高温になりやすいので、前記ノズルに燃料の変質物（カーボンデポジット、以下、単にデポジットと呼ぶ）が堆積しやすくなる。

また、エンジンの吸気ポートにインジェクタを設置するようなタイプであっても、ポンピングロスの低減などのために多量のＥＧＲを行ったり、吸気バルブの作動タイミングを可変としてミラーサイクルで運転したりする場合には、燃焼に伴い生成されたＰＭ（particulate matter）が既燃ガス（排気ガス）と共に吸気ポートに還流されたり、気筒から吸気ポートに吹き返されたりする関係より、この既燃ガス中に含まれるＰＭが前記吸気ポートに設置されるインジェクタのノズルに付着しやすくなる。

そのために、例えばエンジンを高負荷運転してから即座に停止したとき（ホットソーク）にエンジンに熱がこもりやすくなる。それによって、前記インジェクタのノズル温度が必要以上に昇温するおそれがあり、ひいては、当該インジェクタのノズルにデポジットが堆積しやすくなることが懸念される。

例えば特許文献１には、シリンダヘッドにおいてインジェクタの近傍に冷却水通路を増設して、インジェクタの冷却性能を高めるようにすることが記載されている。

特開２００７−２３１８９７号公報

上記特許文献１に係る従来例では、例えばエンジンを停止すると冷却水循環が停止するようになっているために、やはり、前記したホットソーク時におけるエンジンの熱のこもりに起因する不具合を解消することは不可能であると考えられる。ここに改良の余地が有る。

このような事情に鑑み、本発明は、インジェクタが設置されるエンジンの冷却装置において、エンジン停止後におけるインジェクタの必要以上の昇温を抑制または防止可能とすることを目的としている。

本発明は、インジェクタが設置されるエンジンの冷却装置であって、前記エンジンを停止する際に、前記エンジンのウォータジャケット内の冷却液を流動させる、ことを特徴としている。

この構成では、エンジンの停止時に、エンジンの運転に伴い昇温したウォータジャケット内の冷却液が流動されることにより、当該冷却液から放熱が可能になるので、エンジン内に熱がこもることが抑制または防止されるようになる。これにより、エンジンの停止後にインジェクタが必要以上に昇温することが抑制または防止されるようになる。

好ましくは、前記エンジンの冷却装置において、前記エンジンのウォータジャケット内の冷却液を流動させる形態としては、当該ウォータジャケット内の冷却液を、前記エンジンの外部に設置されるタンク内の冷却液と入れ替える形態とすることができる。

この構成では、エンジン停止時に前記ウォータジャケット内の高温冷却液と前記タンク内の低温冷却液とを入れ替える形態にすると、前記ウォータジャケット内に流入される低温冷却液によってエンジンが冷却されるようになるので、熱のこもりが抑制または防止されるようになる。これにより、エンジンの停止後にインジェクタが必要以上に昇温することが抑制または防止されるようになる。

好ましくは、前記エンジンの冷却装置において、前記ウォータジャケットには、その外部に冷却液を取り出してから戻すための外部通路が接続され、この外部通路には、冷却液を流動させるための電動式のウォータポンプが設けられ、また、前記外部通路において前記タンクの冷却液導入側と冷却液排出側とには、それぞれ制御弁が設けられ、前記エンジンを停止する際に、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動する制御装置を備える、構成とすることができる。

この構成では、ウォータジャケットとタンクとを連通する状態と切り離す状態とに切り替える構成を特定しているとともに、エンジンの停止後における当該エンジンの熱のこもりを抑制または防止するための冷却液の流動形態を特定している。特に、電動式のウォータポンプを用いているから、冷却液を流動または停止させる制御が簡単かつ迅速に行えるようになるなど、処理の応答性が向上する。

好ましくは、前記エンジンの冷却装置において、前記制御装置は、前記エンジンの始動要求に応答して、前記ウォータジャケット内の冷却液温度が前記エンジンの停止時に当該エンジンの冷却を可能とする温度に基づいて設定される第１閾値以下であるか否かを判定する始動時判定部と、この始動時判定部で前記第１閾値以下であると判定した場合に、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動する始動時対処部と、前記エンジンの停止要求に応答して、前記ウォータジャケット内の冷却液温度が前記エンジンの停止後に前記インジェクタの温度が所定の第２閾値以上に上昇するか否かを推定する停止時推定部と、この停止時推定部で前記第２閾値以上であると判定した場合に、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動する停止時対処部とを含む、構成とすることができる。

この構成では、エンジンの始動時にウォータジャケット内の低温冷却液をタンク内の冷却液と入れ替えることで、タンク内に低温冷却液を貯留させるようにするとともに、エンジンの停止時に前記タンク内に貯留させた低温冷却液とウォータジャケット内の高温冷却液とを入れ替えることで、エンジンの熱のこもりを抑制または防止させるようにするための制御ロジックを明確にしている。これにより、エンジンの停止後にインジェクタが昇温することを比較的容易に抑制または防止することが可能になる。

好ましくは、前記エンジンの冷却装置において、前記始動時対処部および前記停止時対処部は、共に、前記タンク内の冷却液温度に基づいて当該タンク内の冷却液と前記ウォータジャケット内の冷却液との入れ替えが完了したと判断する、構成とすることができる。

この構成では、エンジン始動時およびエンジン停止時には、前記タンク内の冷却液温度と前記ウォータジャケット内の冷却液温度とに高低差があることを考慮し、タンク内の冷却液温度を基準として冷却液入れ替えの完了の有無を調べるようにしているのであり、比較的簡易に冷却液入れ替えの完了の有無を判断できるようになる。

好ましくは、前記エンジンの冷却装置において、前記ウォータジャケットには、その外部に冷却液を取り出してから戻すための外部通路が接続され、この外部通路には、前記エンジンで発生する回転動力を受けて駆動されかつ冷却液を流動させるための機械式のウォータポンプが設けられ、また、前記外部通路において前記タンクの冷却液導入側と冷却液排出側とには、それぞれ制御弁が設けられ、前記エンジンの停止要求に応答して、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動してから、前記エンジンを停止する制御装置を備える、構成とすることができる。

この構成では、エンジンで駆動される機械式のウォータポンプを用いる場合、エンジンを停止させると、冷却液の入れ替えができなくなることを考慮し、冷却液の入れ替えが終わってから、エンジンを停止するようにしている。これにより、冷却液の入れ替えが実現できるようになる。

本発明は、インジェクタが設置されるエンジンの冷却装置において、エンジン停止後におけるインジェクタの必要以上の昇温を抑制または防止することが可能になる。これにより、インジェクタの設置場所が筒内噴射用位置または吸気ポート噴射用位置であっても、それに関係なく、当該インジェクタのノズルにデポジットが堆積されにくくなる。したがって、燃料噴射制御を長期にわたって正確に行うことが可能になるなど、エンジンの性能安定化に貢献できるようになる。

本発明に係るエンジンの冷却装置の一実施形態を示す概略構成図である。 図１の実施形態においてエンジン始動時の冷却液入れ替え制御を説明するためのフローチャートである。 図１の実施形態においてエンジン停止時の冷却液入れ替え制御を説明するためのフローチャートである。 エンジン１を停止してからの時間経過に伴うインジェクタの温度の変化を示すグラフである。 本発明に係るエンジンの冷却装置の他実施形態であり、エンジン始動時の冷却液入れ替え制御を説明するためのフローチャートである。 図５の実施形態においてエンジン停止時の冷却液入れ替え制御を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。図中、１はエンジンである。この実施形態では、エンジン１の吸気ポート３ｂ内に燃料を噴射するポート噴射式のガソリンエンジンを例に挙げている。

このエンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３とを有している。シリンダブロック２の気筒（シリンダ）２ａには、ピストン４が挿入されている。このピストン４は、詳細に図示していないが、コネクティングロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。公知であるが、クランクシャフト６が２回転することに伴い気筒２ａ内をピストン４が上下２往復することにより、吸入行程、圧縮行程、燃焼−膨張行程、排気行程を順次行う。

エンジン１のクランクシャフト６の回転角、回転速度、回転数などは、クランクポジションセンサ４４の出力信号に基づいて制御装置３０が認識する。このクランクポジションセンサ４４は、シグナルロータ４４ａと非接触センサ４４ｂとを組み合わせたデジタルエンコーダとされている。シグナルロータ４４ａは、クランクシャフト６に取り付けられている。このシグナルロータ４４ａの外周面には、複数の歯（突起）が等角度ごとに設けられるが、この外周所定領域には例えば歯２つ分（任意数）を無くした欠歯部が設けられる。

シリンダヘッド３の天井面においてシリンダブロック２の気筒２ａに対向する領域には、ほぼ円錐形状の凹部３ａが設けられている。この凹部３ａは、気筒２ａとピストン４とで、いわゆるペントルーフ型の燃焼室を形成する。このシリンダヘッド３の凹部３ａの中央部には、点火プラグ７が設けられている。

シリンダヘッド３には、吸気ポート３ｂおよび排気ポート３ｃがそれぞれ設けられている。吸気ポート３ｂは吸気バルブ８で、排気ポート３ｃは排気バルブ９でそれぞれ開閉される。これら吸気バルブ８および排気バルブ９は、吸気カムシャフト（符号省略）および排気カムシャフト（符号省略）により開閉動作される。

シリンダヘッド３の吸気ポート３ｂ側には、インジェクタ１０が取り付けられている。詳しくは、インジェクタ１０は、吸気ポート３ｂの吸気バルブ８の傘部（気筒２ａ側開口）へ向けて燃料を噴射するような姿勢で設置されている。インジェクタ１０の先端のノズル（図示省略）は、吸気ポート３ｂ内に露呈するように配置されている。

そして、エンジン１のシリンダブロック２およびシリンダヘッド３には、それぞれウォータージャケット２ｂ、３ｄが設けられている。両方のウォータジャケット２ｂ，３ｄは、連通連結されている。

このウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の冷却液は、必要に応じて、エンジン１の外部に設置されるタンク２１内の冷却液と入れ替え可能とされている。前記冷却液は、一般的に公知のように、例えばＬＬＣ（Long Life Coolant）などと呼ばれる不凍液とされる。

ブロック内ウォータジャケット２ｂとタンク２１とには、ブロック内ウォータージャケット２ｂ内の冷却液をタンク２１に導くための導入路２２が連通連結されている。ヘッド内ウォータジャケット３ｄとタンク２１とには、タンク２１内の冷却液をヘッド内ウォータージャケット３ｄに導くための還流路２３が連通連結されている。ブロック内ウォータジャケット２ｂと導入路２２とタンク２１と還流路２３とヘッド内ウォータージャケット３ｄとが閉ループとされて、冷却液が循環可能になっている。

タンク２１は、導入される冷却液を保温する構造になっている。つまり、このタンク２１は、その壁部が中空となる二重壁構造とされているとともに、その中空部がほぼ真空状態にされることによって、タンク２１の内外を断熱状態に保って貯留する冷却液を保温する構造になっている。このタンク２１の貯留容量は、例えばエンジン１のウォータージャケット２ｂ，３ｄ内の冷却液収容量と同等、あるいは前記冷却液収容量よりも適宜多い容量に設定される。

なお、導入路２２は、タンク２１の底から内部に差し入れられて天井寄りの位置で開口するように配置されている。また、還流路２３は、タンク２１の底から内部に差し入れられて内底面で開口するように配置されている。

還流路２３においてシリンダブロック２寄りの位置と導入路２２においてシリンダヘッド３寄りの位置とには、電磁弁などの制御弁２４，２５が設置されている。この制御弁２４，２５の開閉動作は、制御装置３０により制御される。

また、導入路２２においてシリンダブロック２寄りの位置と制御弁２４との間には、電動式のウォーターポンプ２６が設置されている。この電動式ウォーターポンプ２６は、冷却液を流動させるものであり、その動作は制御装置３０により制御される。

なお、ブロック内ウォータジャケット２ｂには、その内部の冷却液の温度（Ｔｅ）を検出するためのエンジン水温センサ４１が設けられている。また、タンク２１には、その内部の冷却液の温度（Ｔｔ）を検出するためのタンク水温センサ４２が設けられている。このエンジン水温センサ４１およびタンク水温センサ４２の出力信号に基づいて制御装置３０がそれぞれの冷却液温度を認識する。

制御装置３０は、エンジン１の各種制御を実行するエンジンコントロールコンピュータなどと呼ばれるものであり、図示していない各種センサやスイッチなどから入力される信号に基づいて、インジェクタ１０の燃料噴射制御、点火プラグ７のイグナイタ１１の点火時期制御、図示していない電子制御式スロットルバルブの制御（スロットル制御）、空燃比フィードバック制御などを実行する。

この実施形態では、この制御装置３０に、本発明に係る冷却装置の制御装置としての機能（冷却液入れ替え制御）を実行する制御プログラムが装備されている。但し、この制御装置３０をエンジンコントロールコンピュータなどとせずに、前記冷却液入れ替え制御のみを専用で実行する構成とすることも可能である。

前記制御装置３０は、一般に公知の構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit）とされており、図示していないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備えている。

ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭは、エンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭならびにバックアップＲＡＭは、バスを介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース及び出力インターフェースと接続されている。

入力インターフェースには、エンジン１の始動／停止スイッチ４３、エンジン水温センサ４１、タンク水温センサ４２などが少なくとも接続されている他、図示していないエンジン制御に関係するセンサ類が接続されている。出力インターフェースには、点火プラグ７のイグナイタ１１、インジェクタ１０、制御弁２４，２５、ウォータポンプ２６などが少なくとも接続されている。この実施形態では前記入力インターフェースおよび出力インターフェースに接続される要素を、本発明の特徴に関係するもののみとしている。

次に、前記した制御装置３０が実行する冷却液入れ替え制御の概要について説明する。

従来例で説明したように、エンジン１を停止した後でエンジン１に熱がこもってインジェクタ１０が必要以上に昇温する傾向となることが知られている。特に、エンジン１を高負荷運転した後で即座にエンジン１を停止すると、前記熱のこもりが増大する。

そこで、この実施形態では、エンジン１を停止した後でエンジン１に熱がこもりにくくするために、エンジン１を停止する際にエンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の冷却液とタンク２１内の冷却液とを入れ替える処理（冷却液入れ替え制御）を行うようにしている。

このような冷却液入れ替え制御を行うにあたって、タンク２１内に貯留している冷却液が低温でなければエンジン１の冷却作用が不十分となる。このような事情を考慮し、この実施形態では、まず、エンジンの冷間始動時のようにエンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の冷却液が低温であるときに、このウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液をタンク２１内の冷却液と入れ替えることにより、タンク２１内に低温冷却液を貯留させるようにしておく。

そして、前記始動したエンジン１を停止するときに、エンジン１の運転に伴いウォータジャケット２ｂ，３ｄ内で昇温した高温冷却液と、タンク２１内に貯留している低温冷却液とを入れ替えるようにする。このように、エンジン１の始動時と停止時とで冷却液入れ替え制御を行うのである。

なお、タンク２１が保温機能を有しているので、エンジン１の運転時間が長くても、エンジン１の始動時にタンク２１内に貯留させた低温冷却液の温度はほぼ維持される。そのために、エンジン停止時にタンク２１内の低温冷却液をエンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄと入れ替えると、エンジン１の冷却作用が得られるのである。

一方、エンジン１の停止時にタンク２１内に貯留させた高温冷却液の温度もほぼ維持される。そのため、エンジン１の始動時にタンク２１内の高温冷却液をエンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液と入れ替えるようにしているのであり、これにより、エンジン１の暖機時間を短縮することが可能になるという副次的な効果が得られる。

まず、図２に示すフローチャートを参照して、エンジン１の始動時における冷却液入れ替え制御を詳細に説明する。

図２のフローチャートは、エンジン１が始動されたときにスタートする。まず、ステップＳ１では、エンジン冷却液温度Ｔｅが第１閾値Ｔ１以下であるか否かを判定する。ここでは、タンク２１に低温冷却液を貯留できるかどうかを調べている。

なお、エンジン冷却液温度Ｔｅはエンジン水温センサ４１からの出力に基づいて認識する。前記第１閾値Ｔ１は、エンジン１の停止後においてエンジン１の冷却液温度Ｔｅを十分に低下させるだけの冷却作用を発揮する温度に設定される。具体的に、前記第１閾値Ｔ１は、例えばエンジン１の暖機完了温度未満で、１年を通じて最も高い季節の外気温（例えば４０℃）を基準として適宜に設定される。その理由は、エンジン１の冷間時にウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の冷却液温度が外気温に影響されるからである。

ここで、Ｔｅ＞Ｔ１である場合には前記ステップＳ１で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、Ｔｅ≦Ｔ１である場合には前記ステップＳ１で肯定判定して、続くステップＳ２に移行する。

このステップＳ２では、２つの制御弁２４，２５を開弁するとともにウォータポンプ２６を駆動する。これにより、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液とを入れ替える処理が開始される。

この後、続くステップＳ３において、タンク２１内の冷却液温度Ｔｔが第３閾値Ｔ３以下であるか否かを判定する。ここでは、ウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液との入れ替えが完了したか否かを調べているのである。

なお、タンク冷却液温度Ｔｔは、タンク水温センサ４２からの出力に基づいて認識する。また、前記第３閾値Ｔ３は、ウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液がタンク２１内に流入したことを調べるための指標であるので、前記第１閾値Ｔ１とほぼ同じに設定している。

ここで、Ｔｔ＞Ｔ３である場合には前記ステップＳ３で否定判定して、Ｔｔ≦Ｔ３になるまで待つ。そして、Ｔｔ≦Ｔ３になると、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液とがほぼ完全に入れ替わったと推定できるので、前記ステップＳ３で肯定判定して、続くステップＳ４に移行する。

このステップＳ４では、２つの制御弁２４，２５を閉弁するとともにウォータポンプ２６の駆動を停止する。その後、このフローチャートを終了する。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、エンジン１の停止時における冷却液入れ替え制御を詳細に説明する。

図３のフローチャートは、例えば所定周期（数msec）毎に開始される。まず、ステップＳ２１では、エンジン１の停止信号が入力されたか否かを判定する。この停止信号は、例えばエンジン１の運転中において始動／停止スイッチ４３が操作されると入力される。

ここで、停止信号が入力されなければ前記ステップＳ２１で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、停止信号が入力された場合には前記ステップＳ２１で肯定判定して、続くステップＳ２２に移行する。

このステップＳ２２では、エンジン冷却液温度Ｔｅが第２閾値Ｔ２以上であるか否かを判定する。

なお、エンジン冷却液温度Ｔｅは、エンジン水温センサ４１からの出力に基づいて認識する。前記第２閾値Ｔ２は、インジェクタ１０の温度がデポジット堆積しやすい温度を実験あるいはシミュレーションなどにより調べて、経験的に設定される。例えば第２閾値Ｔ２は、例えば９０℃以上、好ましくは、１００℃に設定される。このことから、前記ステップＳ２２では、エンジン１を停止した後でインジェクタ１０の温度がデポジット堆積しやすい温度Ｔ２以上に上昇するか否かを推定している。

ここで、Ｔｅ＜Ｔ２である場合には前記ステップＳ２２で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、Ｔｅ≧Ｔ２である場合には前記ステップＳ２２で肯定判定して、続くステップＳ２３に移行する。

このステップＳ２３では、２つの制御弁２４，２５を開弁するとともにウォータポンプ２６を駆動する。これにより、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の高温冷却液とタンク２１内の低温冷却液とを入れ替える処理が開始される。

この後、続くステップＳ２４において、タンク２１内の冷却液温度Ｔｔが第４閾値Ｔ４以上であるか否かを判定する。ここでは、ウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の高温冷却液とタンク２１内の低温冷却液との入れ替えが完了したか否かを調べているのである。

なお、タンク冷却液温度Ｔｔは、タンク水温センサ４２からの出力に基づいて認識する。また、前記第４閾値Ｔ４は、ウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の高温冷却液がタンク２１内に流入したことを調べるための指標であるので、前記第２閾値Ｔ２とほぼ同じに設定している。

ここで、Ｔｔ＜Ｔ４である場合には前記ステップＳ２４で否定判定して、Ｔｔ≧Ｔ４になるまで待つ。そして、Ｔｔ≧Ｔ４になると、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の高温冷却液とタンク２１内の低温冷却液とがほぼ完全に入れ替わったと推定できるので、前記ステップＳ２４で肯定判定して、続くステップＳ２５に移行する。

このステップＳ２５では、２つの制御弁２４，２５を閉弁するとともにウォータポンプ２６の駆動を停止する。その後、続くステップＳ２６でエンジン１を停止してから、このフローチャートを終了する。

参考までに、この実施形態のように、エンジン１の停止時にウォータジャケット２ｂ，３ｄ内に低温（例えば２５℃）の冷却液を流入させるようにしている場合、図４の実線で示すように、エンジン１を停止した後、所定時間が経過するまでの間は冷却液温度が約８０℃程度に比較的緩やかに上昇するものの、それ以降では冷却液温度は上昇しなくなる。しかしながら、この実施形態での冷却液入れ替え制御をしない比較例の場合には、図４の一点鎖線で示すように、エンジン１を停止した後、比較的短時間で冷却液温度が１００℃を超えるようになり、その後、時間経過と共に緩やかに下降するようになる。このように、この実施形態では、エンジン１の停止後におけるインジェクタ１０の必要以上の昇温を抑制することが可能になることが判る。

このような実施形態の説明から明らかなように、制御装置３０が請求項に記載された記載事項を実現する。つまり、図２のステップＳ１が請求項４に記載の「始動時判定部」に相当し、図２のステップＳ２が請求項４に記載の「始動時対処部」に相当する。また、図３のステップＳ２１，Ｓ２２が請求項４に記載の「停止時推定部」に相当し、図３のステップＳ２３が請求項４に記載の「停止時対処部」に相当している。さらに、請求項５に記載の「始動時対処部」は図２のステップＳ２〜Ｓ４に相当し、請求項５に記載の「停止時対処部」は図３のステップＳ２３〜Ｓ２５に相当している。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、エンジン１を停止する際にエンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の高温冷却液とタンク２１内の低温冷却液とを入れ替えるようにしている。

これにより、エンジン１の停止後におけるインジェクタ１０の必要以上の昇温を抑制または防止することが可能になるので、インジェクタ１０のノズルにデポジットが堆積されにくくなる。したがって、この実施形態では、燃料噴射制御を長期にわたって正確に行うことが可能になるなど、エンジン１の性能安定化に貢献できるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、本発明に係る冷却装置の適用対象としてポート噴射式エンジンを例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前記適用対象として気筒２ａ内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射式（筒内直噴式とも言う）エンジンとすることも可能である。

（２）上記実施形態では、エンジン１の停止要求を受けたときに、冷却液入れ替え制御を実行してからエンジン１を停止させる形態を例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えばエンジン１の停止要求を受けたときに、まずエンジン１を停止させ、その後で冷却液入れ替え制御を実行する形態にすることが可能である。この場合には、エンジン１による燃料の消費を軽減することが可能になる。

（３）上記実施形態では、電動式のウォータポンプ２６を用いる例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば機械式のウォータポンプを用いることが可能である。この機械式のウォータポンプとは、エンジン３の回転動力を受けて駆動されるもののことである。

なお、機械式のウォータポンプを用いる場合には、エンジン１の停止要求を受けたときに、エンジン１を即座に停止せずに、冷却液入れ替え制御が完了してからエンジン１を停止させる必要がある。

（４）上記実施形態では、エンジン１の始動時の冷却液入れ替え制御と停止時の冷却液入れ替え制御とにおいて入れ替え完了をタンク２１内の冷却液温度を調べるようにした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば前記入れ替えが完了したことの判断について、入れ替え処理の実行開始からの経過時間を調べることにより間接的に行うようにすることが可能である。

具体的に、例えば図５および図６のフローチャートを参照して説明する。

まず、図５に示すフローチャートを参照して、エンジン１の始動時における冷却液入れ替え制御を詳細に説明する。

図５のフローチャートは、エンジン１が始動されたときにスタートする。まず、ステップＳ３１では、２つの制御弁２４，２５を開弁するとともにウォータポンプ２６を駆動する。これにより、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液とを入れ替える処理が開始される。

この後、続くステップＳ３２において、前記ステップＳ３１の処理を実行してからの経過時間ｔｘが所定時間α以上になったか否かを判定する。ここでは、ウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液との入れ替えが完了したか否かを時間経過で調べている。

なお、前記所定時間αは、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄの冷却液収容量とタンク２１の冷却液貯留容量とを考慮して、入れ替えに必要な時間を実験あるいはシミュレーションなどにより調べて、経験的に設定される。

ここで、ｔｘ＜αである場合には前記ステップＳ３２で否定判定して、ｔｘ≧αになるまで待つ。そして、ｔｘ≧αになると、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液とがほぼ完全に入れ替わったと推定できるので、前記ステップＳ３２で肯定判定して、続くステップＳ３３に移行する。

このステップＳ３３では、２つの制御弁２４，２５を閉弁するとともにウォータポンプ２６の駆動を停止する。その後、このフローチャートを終了する。

次に、図６に示すフローチャートを参照して、エンジン１の停止時における冷却液入れ替え制御を詳細に説明する。

図６のフローチャートは、例えば所定周期（数msec）毎に開始される。まず、ステップＳ４１では、エンジン１の停止信号が入力されたか否かを判定する。この停止信号は、例えばエンジン１の運転中において始動／停止スイッチ４３が操作されると入力される。

ここで、停止信号が入力されなければ前記ステップＳ４１で否定判定して、このフローチャートを終了する。一方、停止信号が入力された場合には前記ステップＳ４１で肯定判定して、続くステップＳ４２に移行する。

このステップＳ４２では、２つの制御弁２４，２５を開弁するとともにウォータポンプ２６を駆動する。これにより、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の高温冷却液とタンク２１内の低温冷却液とを入れ替える処理が開始される。

この後、続くステップＳ４３において、前記ステップＳ４１の処理を実行してからの経過時間ｔｙが所定時間α以上になったか否かを判定する。ここでは、ウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液との入れ替えが完了したか否かを時間経過で調べている。

なお、前記所定時間αは、図５のステップＳ３２と同じであるが、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄの冷却液収容量とタンク２１の冷却液貯留容量とを考慮して、入れ替えに必要な時間を実験あるいはシミュレーションなどにより調べて、経験的に設定される。

ここで、ｔｙ＜αである場合には前記ステップＳ４２で否定判定して、ｔｙ≧αになるまで待つ。そして、ｔｙ≧αになると、エンジン１のウォータジャケット２ｂ，３ｄ内の低温冷却液とタンク２１内の冷却液とがほぼ完全に入れ替わったと推定できるので、前記ステップＳ４２で肯定判定して、続くステップＳ４４に移行する。

このステップＳ４４では、２つの制御弁２４，２５を閉弁するとともにウォータポンプ２６の駆動を停止する。その後、続くステップＳ４５でエンジン１を停止してから、このフローチャートを終了する。

本発明は、インジェクタが設置される水冷式のエンジンの冷却装置に好適に利用することができる。

１ エンジン
２ｂ シリンダブロック側ウォータージャケット
３ｄ シリンダヘッド側ウォータージャケット
１０ インジェクタ
２１ タンク
２２ 導入路
２３ 還流路
２４，２５ 制御弁
２６ ウォータポンプ
３０ 制御装置
４１ エンジン水温センサ
４２ タンク水温センサ
４３ 始動／停止スイッチ

Claims (5)

1. インジェクタが設置されるエンジンの冷却装置であって、
   前記エンジンを停止する際に、前記エンジンのウォータジャケット内の冷却液を流動させる、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
2. 請求項１に記載のエンジンの冷却装置において、
   前記エンジンのウォータジャケット内の冷却液を流動させる形態としては、当該ウォータジャケット内の冷却液を、前記エンジンの外部に設置されるタンク内の冷却液と入れ替える形態とする、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジンの冷却装置において、
   前記ウォータジャケットには、その外部に冷却液を取り出してから戻すための外部通路が接続され、
   この外部通路には、冷却液を流動させるための電動式のウォータポンプが設けられ、また、前記外部通路において前記タンクの冷却液導入側と冷却液排出側とには、それぞれ制御弁が設けられ、
   前記エンジンを停止する際に、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動する制御装置を備える、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
4. 請求項３に記載のエンジンの冷却装置において、
   前記制御装置は、前記エンジンの始動要求に応答して、前記ウォータジャケット内の冷却液温度が前記エンジンの停止時に当該エンジンの冷却を可能とする温度に基づいて設定される第１閾値以下であるか否かを判定する始動時判定部と、
   この始動時判定部で前記第１閾値以下であると判定した場合に、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動する始動時対処部と、
   前記エンジンの停止要求に応答して、前記ウォータジャケット内の冷却液温度が前記エンジンの停止後に前記インジェクタの温度が所定の第２閾値以上に上昇するか否かを推定する停止時推定部と、
   この停止時推定部で前記第２閾値以上であると判定した場合に、前記各制御弁を開弁するとともに前記ウォータポンプを作動する停止時対処部とを含む、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。
5. 請求項４に記載のエンジンの冷却装置において、
   前記始動時対処部および前記停止時対処部は、共に、前記タンク内の冷却液温度に基づいて当該タンク内の冷却液と前記ウォータジャケット内の冷却液との入れ替えが完了したと判断する、ことを特徴とするエンジンの冷却装置。

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