JP2014020349A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷態になったエンジンの始動時や負荷の大きい過渡時にエンジンの温度を速やかに調整することのできるエンジンの冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却装置１は、循環通路２１と第１の管路３１と第２の管路３２とラジエータ３とサーモバルブ３３とポンプ３４とバイパス通路３５と三方弁３６と第３の管路４１と第４の管路４２と貯留タンク４と第１の温度センサ２２と第２の温度センサ４３とＥＣＵ（電子制御装置）５とを備える。循環通路２１は、エンジン２に設けられ、冷却水Ｗを送通する。ラジエータ３は、循環通路２１に直列に接続される。貯留タンク４は、車両の外装の一部を構成し、循環通路２１に対してラジエータ３と並列に接続される。ＥＣＵ５は、第１の温度センサ２２及び第２の温度センサ４３の出力情報に基づいて、ポンプ３４、サーモバルブ３３及び三方弁３６の動作を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ラジエータ以外に冷却水を循環させる経路を備える水冷式のエンジンの冷却装置に関する。

車両の暖房が速やかに機能するように、また、エンジンの暖機運転が短時間で完了するように、冷却装置の冷却水循環系統に蓄熱器を備えるエンジン冷却装置が特許文献１に記載されている。この冷却装置は、熱源であるエンジンと放熱部であるラジエータの間で冷却水を循環させるとともに、冷却経路の途中に備えた蓄熱器に冷却水を循環させ、エンジンで暖まった冷却水を貯留して保温する。また、冷却装置は、エンジンで暖まった冷却水を暖房用ヒータコアへ供給する循環通路をさらに備えている。冷却水の循環通路は、流路切換弁で切り換えられる。暖房を速やかに起動させる場合は、エンジンで暖まった冷却水を暖房用ヒータコアへ循環させ、暖機運転を促進させる場合は、蓄熱器で保温されている冷却水をエンジンの冷却水と入れ替える。

特開２００３−２３９７３７号公報

しかしながら、蓄熱器において冷却水を保温しておける時間には限界がある。蓄熱機内の冷却水の温度が外気とほぼ同じ温度まで低下するほど時間が経過してしまうと、エンジンを始動する際、エンジンを暖めるための熱源として蓄熱器の冷却水を利用できない。その結果、エンジンが冷えた状態（以下、「冷態」という）で始動させる場合、最初に燃料が多く必要であったり、始動から一定時間の暖機運転が必要であったりする。また、エンジンの負荷が大きくエンジンの温度が上がり過ぎた過渡時にノッキングを起こさないように、点火のタイミングをリタード（遅延）させることが行われるが、ドライバビリティが低下することが懸念される。このような、エンジンの始動時や過渡時においてエンジンの温度を検出してから冷却装置や蓄熱器を制御していたのでは適正な制御になるまでに、若干のタイムラグが生じてしまう。

そこで、本発明は、冷態になったエンジンの始動時や負荷の大きい過渡時にエンジンの温度を速やかに調整することのできるエンジンの冷却装置を提供する。

本発明に係る一実施形態の冷却装置は、循環通路と第１の管路と第２の管路とラジエータとサーモバルブとポンプとバイパス通路と三方弁と第３の管路と第４の管路と貯留タンクと第１の温度センサと第２の温度センサとＥＣＵ（電子制御装置）とを備える。循環通路は、車両に搭載されたエンジンに設けられ、冷却水を送通する。第１の管路は、循環通路の出口に接続される。第２の管路は、循環通路の入口に接続される。ラジエータは、第１の管路及び第２の管路で循環通路に直列に接続される。サーモバルブは、第１の管路の途中に設置されている。ポンプは、第２の管路の途中に設置され、冷却水を循環させる。バイパス通路は、ポンプの上流の第２の管路へサーモバルブから連通する。三方弁は、バイパス通路の下流からポンプの上流までの間の第２の管路に設置される。第３の管路は、サーモバルブより上流の第１の管路から分岐される。第４の管路は、三方弁に接続される。貯留タンクは、車両の外装の一部を構成し、第３の管路及び第４の管路で循環通路に対してラジエータと並列に接続される。第１の温度センサは、循環通路の内部の冷却水の温度を計測する。第２の温度センサは、貯留タンクの内部の冷却水の温度を計測する。ＥＣＵは、第１の温度センサ、第２の温度センサ、ポンプ、サーモバルブ及び三方弁がそれぞれ接続され、第１の温度センサ及び第２の温度センサの出力情報に基づいて、ポンプ、サーモバルブ及び三方弁の動作を制御する。

上記の冷却装置において、貯留タンクは、エンジンが搭載されたエンジンルームを覆うボンネットフードの少なくとも一部を構成する。このとき、貯留タンクは、エンジンに面した側に断熱材を有している。または、貯留タンクは、車両のルーフパネルの一部を構成する。また、貯留タンクの出口は、貯留タンクの入口よりも高い位置に設置される。

ＥＣＵが車両のドア装置の施錠状態を検出するドアセンサに接続されている場合、ＥＣＵは、ドアセンサによってドア装置が開錠されたことを検出すると、第１の温度センサが検出する冷却水の温度よりも第２の温度センサが検出する冷却水の温度の方が高い場合に、ポンプを駆動するとともに第４の管路を第２の管路へ連通させるように三方弁を切り換えて、貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える。

また、車両に通常備えているアクセルペダルセンサ、車速センサ、エンジンの回転数センサ（タコメータ）、エンジンの負荷センサ（トルクセンサ）の他に、ナビゲーションシステム、加速度センサ、レーダ等を備える場合、ＥＣＵは、車両が走行している間に、アクセルペダル開度、車速、回転数、負荷の少なくとも１つの運転情報を検出し、ナビゲーションシステム、加速度センサ、レーダの少なくとも１つによって地形情報を検出する。ＥＣＵは、これら運転情報及び地形情報を基に、車両が加速されると予測した場合に、ポンプの出力を増大させるとともに、第４の管路を第２の管路へ連通させるように三方弁を切り換え、貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える。

また、車両が第１の温度センサ及び第２の温度センサの他に、照度計、時計、温度計を備える場合、車両が停車している間に、照度計によって検出される日差しの強さ、時計によって得られる時刻、温度計によって得られる外気温度の少なくとも１つをＥＣＵが検出し、それを基にポンプを駆動するとともに第４の管路を第２の管路へ連通させるように三方弁を切り換え、貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える。

または、車両が停車し、エンジンのスタートスイッチがＯＦＦ状態であることを検出すると、ＥＣＵは、第１の温度センサが検出する冷却水の温度よりも第２の温度センサがする冷却水の温度の方が高い場合に、ポンプを駆動するとともに第４の管路を第２の管路へ連通させるように三方弁を切り換えて、貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える。

本発明の冷却装置によれば、車両の外装の一部を構成するとともに、エンジンに設けられた循環経路に対してラジエータと並列に接続された貯留タンクを備えている。車両が屋外に駐車されている場合、日中、車両は太陽光に晒される。貯留タンクは、車両の外装を構成しているので、貯留タンク内の冷却水は、この太陽光によって温められている。エンジンを始動させる際に、第１の温度センサが検出する冷却水の温度と第２の温度センサが検出する冷約水の温度を比較し、貯留タンクに設置された第２の温度センサの方が高い温度を検出する場合は、ポンプを駆動するとともに三方弁を切り換えて、貯留タンクの冷却水をエンジンの循環通路の冷却水と入れ替える。こうすることでエンジンは、貯留タンクの冷却水によって温められ、始動を円滑に行えるようになるため、始動時に燃料供給量を増量したり暖機運転においてアイドリング回転数を増大させたりすることによる燃料消費を抑えることができる。

また、車両の外装のうちボンネットフードは、太陽光を垂直に近い角度で受光できるとともにエンジンに近い。したがって、ボンネットフードの少なくとも一部を構成するように貯留タンクを設けた発明の冷却装置によれば、より多くの熱量を太陽光によって得られるとともに、短い経路で暖まった冷却水をエンジンへ供給することができる。このとき、エンジンに面した側に断熱材を配置した貯留タンクを備える発明の冷却装置によれば、太陽光から得た熱量を貯留タンク内に蓄えやすい。さらに、貯留タンクの出口を入口よりも高い位置に設置する発明の冷却装置によれば、貯留タンク内の暖まった冷却水をエンジンへ供給する場合に、温度の高い側から先に供給することができる。また、貯留タンクは、車両の外装であるルーフパネルの一部を構成していてもよい。ルーフパネルに貯留タンクを設置していることで、太陽光による熱を冷却水に蓄えるとともに、貯留タンクが無い場合に比べて日中の車内の温度を低い温度に保つことができる。

ドアセンサによってドア装置が開錠されたことを検出し、貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える制御をＥＣＵが行う発明の冷却装置によれば、利用者がエンジンを実際に始動させる前の段階で、エンジンを暖めることができる。したがって、冷態でエンジンを始動させる初期段階で必要となる燃料の消費量を抑えることができるとともに、暖機運転の時間が短縮されることでさらに燃料の消費量を削減できる。

また、車両が走行している間に、アクセルペダル開度、車速、回転数、負荷の少なくとも１つの運転情報と、ナビゲーションシステム、加速度センサ、レーダの少なくとも１つによって検出される地形情報を基に、車両が加速されるなど過渡的に高負荷運転になるとＥＣＵが予測した場合に、貯留タンクの冷却水と循環通路の冷却水とを入れ替える制御をＥＣＵが行う発明の冷却装置によれば、走行中に受ける風によって空冷された貯留タンクの冷却水をエンジンへ供給して冷却水温度を一時的に低下させる。その結果、過渡的に高負荷運転になる場合においてノッキングを抑制するために行われる点火リタード制御をすることなく、エンジンの温度を低下させることでノッキングを抑制することができる。したがって、点火リタードに伴うドライバビリティの低下も回避できる。また、高負荷運転において利用者の要求に応じた出力を提供できるため、ドライバビリティが向上する。

また、車両が停車している間に、照度計によって検出される照度、時計によって得られる時刻、温度計によって得られる外気温度の少なくとも１つをＥＣＵが検出し、それを基に貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える発明の冷却装置によれば、第１の温度センサ及び第２の温度センサによって得られる冷却水の温度以外に、照度、時刻、外気温度を基に、冬期であるか、日照が得られているか、夜間であるか等、他の要素も複合的に判断して貯留タンクの冷却水を利用するか否かを判定することができる。

また、エンジンのスタートスイッチがＯＦＦ状態、すなわち車両が停車していることを検出し、貯留タンクの冷却水の温度が循環通路の冷却水の温度よりも高い場合に、ＥＣＵが貯留タンクの冷却水を循環通路の冷却水と入れ替える制御を行う発明の冷却装置によれば、次にエンジンを始動させるまでの間、エンジンの温度を温かい状態に維持し続けることができる。エンジンの保温のためにヒータなど消費電力の大きい装置を用いないので、停車中の車両の動力源が主にバッテリのみであっても、充分に対応できる。

本発明に係る一実施形態の冷却装置を備えるエンジンシステムを示すブロック図。 図１のエンジンシステムにおいて冷態始動される場合のフローチャート。 図１のエンジンシステムにおいて停車中である場合のフローチャート。 図１のエンジンシステムにおいて走行中に高負荷運転に移行する過渡状態の場合のフローチャート。

本発明に係る一実施形態の冷却装置１について、図１から図４を参照して説明する。図１は、冷却装置１を備えるエンジンシステム１００のブロック図を示す。図１における冷却装置１は、循環通路２１と、第１の管路３１と、第２の管路３２と、ラジエータ３と、サーモバルブ３３と、ポンプ３４と、バイパス通路３５と、三方弁３６と、第３の管路４１と、第４の管路４２と、貯留タンク４と、第１の温度センサ２２と、第２の温度センサ４３と、ＥＣＵ５とを備える。

循環通路２１は、車両に搭載されたエンジン２に設けられ、冷却水Ｗを送通する。第１の管路３１は、循環通路２１の出口２１Ａに接続され、第２の管路３２は、循環通路２１の入口２１Ｂに接続される。ラジエータ３は、車両においてエンジン２よりも前方に配置され、第１の管路３１及び第２の管路３２によって循環通路２１に直列に接続される。サーモバルブ３３は、第１の管路３１の途中に設置される。サーモバルブ３３は、温度センサ、ソレノイド及びバルブ等を内蔵しており、設定された温度で流路を切り換える。本実施形態の場合、サーモバルブ３３は、温度センサで検出した信号を基に、ソレノイドを外部から電子制御されてバルブを切り換えられる。

ポンプ３４は、第２の管路３２の途中に設置され、冷却水Ｗを循環させる。本実施形態の場合、ポンプ３４は、モータを内蔵し、外部から電子制御によって駆動される。バイパス通路３５は、ポンプ３４の上流の第２の管路３２へ、サーモバルブ３３から連通している。サーモバルブ３３における設定温度に冷却水Ｗの温度が達しない場合、サーモバルブ３３は、第１の管路３１をバイパス通路３５へ接続するように制御され、ラジエータ３を通さずに冷却水Ｗをエンジン２の循環通路２１へ還流させる。

三方弁３６は、バイパス通路３５の下流からポンプ３４の上流までの間の第２の管路３２に設置されている。第３の管路４１は、サーモバルブ３３より上流の第１の管路３１から分岐されており、第４の管路４２は、三方弁３６に接続されている。本実施形態の場合、三方弁３６は、ソレノイドによって電子制御され、冷却水Ｗを第２の管路３２の上流から下流へ流す状態と、冷却水Ｗを第４の管路４２から第２の管路３２の下流側へ流す状態とに切り換えられる。

貯留タンク４は、車両の外装の一部を構成するように形成されている。本実施形態の場合、貯留タンク４は、エンジン２が搭載されたエンジンルームを覆うように取り付けられるボンネットフード１０１の少なくとも一部を構成するように設けられている。貯留タンク４の冷却水Ｗの熱が逃げないように、また、貯留タンク４の内部の冷却水Ｗがエンジン２の熱を過剰に受けないように、貯留タンク４は、エンジン２に面した側に断熱材４０を有している。

貯留タンク４は、冷却水Ｗが内部で澱まないように出口４Ａ及び入口４Ｂを有しており、本実施形態の場合、出口４Ａは、入口４Ｂよりも高い位置に設置されている。出口４Ａは、第３の管路４１に接続され、入口４Ｂは、第４の管路４２に接続される。貯留タンク４は、第３の管路４１及び第４の管路４２によって、循環通路２１に対してラジエータ３と並列に接続されている。つまり、エンジン２の循環通路２１の冷却水Ｗは、ラジエータ３または貯留タンク４へ送られ、循環通路２１に戻るように流れる。

第１の温度センサ２２は、エンジン２に固定され、循環通路２１の内部の冷却水Ｗの温度を計測する。第２の温度センサ４３は、貯留タンク４に設置され、貯留タンク４の内部の冷却水Ｗの温度を計測する。

ＥＣＵ５は、第１の温度センサ２２、第２の温度センサ４３、ポンプ３４、サーモバルブ３３、三方弁３６に接続されている。さらにＥＣＵ５は、車両が通常備えている、アクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルポジションセンサ（ＡＰＳ）５１、走行速度を検出する車速センサ５２、エンジン２の回転数を検出する回転数センサ（タコメータ）５３、エンジン２の負荷を検出する負荷センサ（トルクセンサ）５４と接続されているほか、ドア装置の施錠状態を検知するドアセンサ５５、外気温を計測するが温度計５６、環境の明るさによって前照灯を自動点灯させるために用意された照度計５７、および時計５８などとも接続されている。ＥＣＵ５は、各センサ及び計測器の出力情報を基に、ポンプ３４、サーモバルブ３３及び三方弁３６の動作を制御する。

以上のように構成された冷却装置１の動作について、さらに図２から図４に示すフローチャートを参照して説明する。
図２は、冷態始動させる場合の冷却装置１の動作を示す。利用者がエンジン２を実際に始動させるよりも前の段階で冷態のエンジン２を暖めるために、ＥＣＵ５は、ドアセンサ５５によってドアが開錠されか判定（Ｓ１）する。ドアが解錠されたことを検出した、すなわち、利用者が間もなくエンジン２を始動させる場合、ＥＣＵ５は、第１の温度センサ２２及び第２の温度センサ４３によって検出されるエンジン２の循環通路２１の冷却水Ｗの温度と貯留タンク４の冷却水Ｗの温度を比較（Ｓ２）する。

貯留タンク４の冷却水Ｗの温度が高い場合、ＥＣＵ５は、三方弁３６を切り換えて貯留タンク４をエンジン２の循環通路２１に接続（Ｓ３）する。そして、ポンプ３４を駆動して冷却水Ｗを循環させ、循環通路２１の冷却水Ｗを貯留タンク４の冷却水Ｗと入れ換える（Ｓ４）。循環通路２１の冷却水Ｗと貯留タンク４の冷却水Ｗが混ざり合うまで循環させてしまうと、エンジン２を暖める効果が小さくなるので、循環通路２１の冷却水Ｗがほぼ貯留タンク４の冷却水Ｗによって置き換わった状態、すなわち、第１の温度センサ２２及び第２の温度センサ４３によって検出されるそれぞれ冷却水Ｗの温度がほぼ逆転したか確認（Ｓ５）する。循環通路２１の冷却水Ｗの温度が貯留タンク４の冷却水Ｗの温度よりも低い間は、Ｓ４に戻って冷却水の入れ替えが続けられる。

第１の温度センサ２２によって検出された冷却水Ｗの温度が第２の温度センサ４３によって検出された貯留タンク４の冷却水Ｗの温度よりも高くなった場合、エンジン２の始動（Ｓ６）まで、一時的にポンプ３４を停止させる。エンジン２が始動（Ｓ６）されると、ＥＣＵ５は、三方弁３６を切り換えて貯留タンク４に代えてラジエータ３を循環通路２１に連通させ、ポンプ３４を再び駆動する。冷却水Ｗが十分に暖まるまでは、冷却水Ｗは、サーモバルブ３３によってバイパス通路３５へ流され、ラジエータ３を通過することなくエンジン２へ戻される。冷却水Ｗが十分に暖まると、サーモバルブ３３は、冷却水Ｗをラジエータ３に流すように切り換わる。

車両が屋外に停車されている場合、日中の日差しによって、ボンネットフード１０１は暖められる。したがって、ボンネットフード１０１に設置された貯留タンク４の冷却水Ｗも暖められている。このように冷却装置１は、日照エネルギーによって暖められた冷却水Ｗを用いて、冷態となったエンジン２を昇温し、始動時に必要となる燃料の量を軽減することができる。ヒータなどで暖める場合に比べ、車両中のエネルギーを消費しないので、経済的である。

図３は、車両が停車中である場合の冷却装置１の動作を示す。エンジンが停止された場合、次の始動におけるエンジンの予熱を少しでも多く確保するため、ＥＣＵ５は、スタートスイッチ（イグニッションスイッチ）がＯＦＦになったかを判定（Ｓ１１）する。そのあと、継続的に、エンジン２を始動させるために好適である設定水温をエンジン２の循環通路２１の冷却水Ｗが下回らないか判定（Ｓ１２）する。

第１の温度センサ２２によって計測される循環通路２１の冷却水Ｗの温度が、設定水温より下回った場合、ＥＣＵ５は、その時の貯留タンク４の冷却水Ｗの温度が設定水温以上であるか判定（Ｓ１３）する。第２の温度センサ４３によって検出された貯留タンク４の冷却水Ｗの水温が設定水温以上である場合、ＥＣＵ５は、三方弁３６を切り換えて貯留タンク４を循環通路２１に接続（Ｓ１４）し、ポンプ３４を駆動させて循環通路２１の冷却水Ｗを貯留タンク４の冷却水Ｗと入れ換える（Ｓ１５）。

また、冷却水Ｗの入れ替えが済んだことを確認するために、ＥＣＵ５は、第１の温度センサ２２によって循環通路２１の冷却水Ｗの温度を計測し、設定水温以上になったか判定（Ｓ１６）する。設定水温になっていない場合、その時点でまだ貯留タンク４の冷却水Ｗの温度が設定水温以上であるか判定（Ｓ１３）する工程へ戻る。条件を満たしていれば、引き続き冷却水を入れ替える動作が繰り返される。循環通路２１の冷却水Ｗの水温が設定水温以上になった場合、ＥＣＵ５は、ポンプ３４を停止（Ｓ１７）し、次のエンジン２の始動に備える。

この実施形態において、ＥＣＵ５は、図１に示すように、外気温度を計測する温度計５６、照度計５７、および時計５８にも接続されている。そこで、ＥＣＵ５は、温度計５６によって計測された外気温度、照度計５７で計測される照度、時計５８から得られる時刻に基づき、貯留タンク４の冷却水Ｗをエンジン２の循環通路２１の冷却水Ｗと入れ替えるか否かを判断してもよい。例えば、照度と時刻からその日の天候を判断したり、照度と時刻からその日の残りの時間で期待できる日照時間を演算したりする。また、外気温度と照度と時刻から日照によって得られる熱エネルギーと貯留タンク４の表面から放出される熱エネルギーとを比較し、貯留タンク４の暖められた冷却水Ｗをそのまま貯留タンク内に留めておく方がよいのか、残りの日照時間でさらに熱を蓄えるために貯留タンク４の冷却水Ｗを循環通路２１の冷却水Ｗに置き換える方がよいのか判断してもよい。

このようにすることで、エンジン２の温度が停止状態でも高く保持されるため、次にエンジンを始動させるときに必要となる燃料の消費量を抑えることができる。なお、スタートスイッチをＯＦＦにされてエンジン２が停止した直後に、三方弁３６を切り換えて循環通路２１と貯留タンク４を連通させ、エンジン２の熱を貯留タンク４の冷却水Ｗに移しておく動作を行ってもよい。

図４は、車両が走行している間にエンジン２に高い負荷がかかる場合の冷却装置１の動作を示す。車両は、エンジン２が始動されたのち、エンジン２が暖まるまで暖機運転を継続する。ＥＣＵ５は、暖機運転が完了したか判定（Ｓ２１）する。暖機運転が完了している場合、ＥＣＵ５は、アクセルペダルポジションセンサ５１、車速センサ５２、回転数センサ５３、負荷センサ５４から出力されるアクセル開度、車速、回転数、負荷などの運転情報を検出（Ｓ２２）し、さらにこの車両が搭載するナビゲーションシステム、加速度センサ、レーダの少なくとも１つによって取得される地形情報を検出（Ｓ２３）する。ＥＣＵ５は、これら運転情報及び地形情報を基に車両が過渡的に高負荷運転状態になるかを予測（Ｓ２４）する。

高負荷運転状態とは、アクセルペダルをさらに踏み込むような操作が必要となる場合、例えば、上り坂に差掛る、あるいは、前方の車両を追い越すために加速するなどである。本実施形態の冷却装置１を備えていない場合、このような高負荷運転に移行するときの過渡状態において生じるノッキングを回避するために、例えば点火のタイミングをリタードさせるような操作が行われる。本実施形態の冷却装置１は、ボンネットフード１０１に冷却水Ｗを溜めた貯留タンク４を備えているので、この冷却水Ｗをエンジン２の循環通路２１に供給し、一時的にエンジン２の温度を低下させることで、高負荷運転に移行する際の過渡状態におけるノッキングを回避する。

そこで、ＥＣＵ５は、高負荷運転状態になると予測される条件が揃うと、三方弁３６を切り換え、貯留タンク４を循環通路２１に接続（Ｓ２５）する。そして、ポンプ３４の回転数を増大させて出力を上げ、循環通路２１の冷却水Ｗを貯留タンク４の冷却水Ｗと入れ替える（Ｓ２６）。貯留タンク４の冷却水Ｗは、走行中に空冷されており、少なくともエンジン２の循環通路２１やラジエータ３を流れる冷却水よりも温度が低い。

冷却水Ｗを入れ替割ったことを確認するために、ＥＣＵ５は、第１の温度センサ２２によって、循環通路２１の冷却水Ｗの温度が、過渡状態において要求される設定温度以下になっているか確認（Ｓ２７）する。そして冷却水Ｗの温度が設定温度以下になるまで貯留タンク４と循環通路２１の冷却水Ｗの入れ替えが続けられる。循環通路２１の冷却水Ｗの水温が設定温度以下になったことが確認されると、ＥＣＵ５は、実際の高負荷運転状態になることに備える。

ＥＣＵ５は、検出されたアクセル開度、車速、回転数、負荷などから、高負荷運転状態になることを実際に検出（Ｓ２８）した場合、貯留タンク４の冷却水Ｗを使うことで、エンジン２の温度は、既に下げられている。したがって、それまでと同じ通常運転制御（Ｓ２９）によって、燃費の良い運転を続けることができる。また、Ｓ２４において高負荷運転状態になると予測されなかった場合でも、実際に高負荷運転状態になったことを検出（Ｓ３０）した場合、ＥＣＵ５は、三方弁３６を切り換え、貯留タンク４を循環通路に接続（Ｓ３１）し、循環通路２１の冷却水Ｗを貯留タンク４の冷却水Ｗと入れ替える（Ｓ３２）。そして過渡状態を通常運転制御（Ｓ３３）によって運転する。

アクセル開度、車速、回転数、負荷などの運転情報を基に、過渡状態を脱したことが確認された場合、ＥＣＵ５は、三方弁３６を切り換え、ラジエータ３を循環通路２１に接続（Ｓ３４）することで、通常運転に対応した冷却装置１の動作へ戻る。

このように、本実施形態の冷却装置１は、通常運転から高負荷運転へ移行する過渡状態において、点火リタード制御をおこなわなくてもよいので、ドライバビリティを良好な状態に維持しやすい。

本発明の冷却装置を備えることによって、冷態からエンジンを始動する際に必要となる燃料の消費量を押さえたり、暖機運転の時間を短縮したりするだけでなく、通常運転から高負荷運転へ移行する過渡状態におけるドライバビリティの改善にも効果を発揮する。

１…冷却装置、２…エンジン、２１…循環通路、２２…第１の温度センサ、３…ラジエータ、３１…第１の管路、３２…第２の管路、３３…サーモバルブ、３４…ポンプ、３５…バイパス通路、３６…三方弁、４…貯留タンク、４０…断熱材、４１…第３の管路、４２…第４の管路、４３…第２の温度センサ、５…ＥＣＵ（電子制御装置）、５１…アクセルペダルポジションセンサ（ＡＰＳ）、５２…車速センサ、５３…回転数センサ、５４…負荷センサ、５５…ドアセンサ、５６…（外気温度計測用の）温度計、５７…照度計、５８…時計、１００…エンジンシステム、１０１…ボンネットフード、Ｗ…冷却水。

Claims (8)

1. 車両に搭載されたエンジンに設けられ冷却水を送通する循環通路と、
   前記循環通路の出口に接続された第１の管路と、
   前記循環通路の入口に接続された第２の管路と、
   前記第１の管路及び前記第２の管路で前記循環通路に直列に接続されたラジエータと、
   前記第１の管路の途中に設置されたサーモバルブと、
   前記第２の管路の途中に設置されて冷却水を循環させるポンプと、
   前記ポンプの上流の前記第２の管路へ前記サーモバルブから連通するバイパス通路と、
   前記バイパス通路の下流から前記ポンプの上流までの間の前記第２の管路に設置された三方弁と、
   前記サーモバルブより上流の前記第１の管路から分岐された第３の管路と、
   前記三方弁に接続される第４の管路と、
   前記車両の外装の一部を構成し前記第３の管路及び前記第４の管路で前記循環通路に対して前記ラジエータと並列に接続された貯留タンクと、
   前記循環通路の内部の冷却水の温度を計測する第１の温度センサと、
   前記貯留タンクの内部の冷却水の温度を計測する第２の温度センサと、
   前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ、前記ポンプ、前記サーモバルブ及び前記三方弁がそれぞれ接続され、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの出力情報に基づいて前記ポンプ、前記サーモバルブ及び前記三方弁の動作を制御するＥＣＵと
   を備えることを特徴とする冷却装置。
2. 前記貯留タンクは、前記エンジンが搭載されたエンジンルームを覆うボンネットフードの少なくとも一部を構成する
   ことを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
3. 前記貯留タンクは、前記エンジンに面した側に断熱材を有している
   ことを特徴とする請求項２に記載された冷却装置。
4. 前記貯留タンクの出口は、前記貯留タンクの入口よりも高い位置に設置される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載された冷却装置。
5. 前記ＥＣＵは、前記車両のドア装置の施錠状態を検出するドアセンサによって前記ドア装置が開錠されたことを検出すると、前記第１の温度センサが検出する前記冷却水の温度よりも前記第２の温度センサが検出する前記冷却水の温度の方が高い場合に、前記ポンプを駆動するとともに前記第４の管路を前記第２の管路へ連通させるように前記三方弁を切り換えて、前記貯留タンクの冷却水を前記循環通路の冷却水と入れ替える
   ことを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
6. 前記ＥＣＵは、前記エンジンのスタートスイッチがＯＦＦ状態であることを検出すると、前記第１の温度センサが検出する前記冷却水の温度よりも前記第２の温度センサが検出する前記冷却水の温度の方が高い場合に、前記ポンプを駆動するとともに前記第４の管路を前記第２の管路へ連通させるように前記三方弁を切り換えて、前記貯留タンクの冷却水を前記循環通路の冷却水と入れ替える
   ことを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。
7. 前記ＥＣＵは、前記車両が停車している間に、前記第１の温度センサによって検出される前記循環通路の冷却水の温度及び第２の温度センサ第２の温度センサによって検出される前記貯留タンクの冷却水の温度の他に、照度計によって検出される日差しの強さ、時計によって得られる時刻、温度計によって得られる外気温度の少なくとも１つを基に、前記ポンプを駆動するとともに前記第４の管路を前記第２の管路へ連通させるように前記三方弁を切り換えて、前記貯留タンクの冷却水を前記循環通路の冷却水と入れ替える
   ことを特徴とする請求項６に記載された冷却装置。
8. 前記ＥＣＵは、前記車両が走行している間に、前記車両のアクセルペダル開度、前記車両の車速、前記エンジンの回転数、前記エンジンの負荷の少なくとも１つの運転情報を検出し、前記車両に搭載しているナビゲーションシステム、加速度センサ、レーダの少なくとも１つによって地形情報を検出し、前記運転情報及び前記地形情報を基に前記車両が過渡的に高負荷運転になると予測した場合に、前記ポンプの出力を増大させるとともに、前記第４の管路を前記第２の管路へ連通させるように前記三方弁を切り換えて、前記貯留タンクの冷却水を前記循環通路の冷却水と入れ替える
   ことを特徴とする請求項１に記載された冷却装置。

Images