JP2016089718A

JP2016089718A - サーモスタットの開閉制御装置

Info

Publication number: JP2016089718A
Application number: JP2014225328A
Authority: JP
Inventors: 友章廣澤; Tomoaki Hirosawa
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】サーモスタットの第１領域と第２領域との圧力差の増大に起因するサーモスタットの開弁の遅れを抑制する。【解決手段】サーモスタットの開閉制御装置１０は、入口圧力センサ２８と出口圧力センサ２９と入口温度センサ３０とＥＣＵ３１とを備える。ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ３３と記憶部３４とを備える。記憶部３４のＲＯＭ３５に記憶される通電開始温度マップ４１は、通電開始温度と圧力差との所定の対応関係を示す。通電開始温度マップ４１では、通電開始温度は、目標開弁温度よりも低い温度であって、圧力差が大きいときほど通電開始温度が低くなるように設定されている。ＣＰＵ３３の通電制御部３８は、閉弁状態のときに圧力差に応じた通電開始温度Ｔ０を通電開始温度マップ４１に基づいて決定し、冷却水の温度Ｔ１が通電開始温度Ｔ０以上である場合に、ヒータ１３への通電を開始する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両のエンジン等の冷却水の流路を開閉するサーモスタットの開閉制御装置に関する。

特許文献１には、自動車のエンジンなどに採用されるサーモスタットが記載されている。サーモスタットは、エンジンの内部の冷却通路の出口側に配設される。エンジンの内部の冷却通路の入口側には、ウォーターポンプが接続される。サーモスタットには、ラジエータが介装されウォーターポンプに接続されるラジエータ通路、ラジエータをバイパスしウォーターポンプに接続されるバイパス通路などが接続される。サーモスタットは、内部にサーモエレメントの温度感知部を収容するハウジング部と、ラジエータ通路が接続されるラジエータ側接続部とを備える。ハウジング部には、エンジンの内部の冷却通路の出口側に接続されるエンジン側接続部が設けられている。温度感知部には、ラジエータ側接続部とハウジング部の内部とを連通或いは遮断する弁としての機能を奏することが可能な弁形状を有するスプリングシートが取り付けられている。スプリングシートは、コイルスプリングによって閉弁側に付勢されている。

冷却水温度が低い初期状態では、スプリングシートが閉弁され、ウォーターポンプにより給送される冷却水が、エンジン側接続部からサーモスタットのハウジング部内に導かれ、バイパス通路などを介してウォーターポンプに戻される。エンジンの熱を受けて冷却水温が上昇すると、スプリングシートがコイルスプリングの付勢力に抗して開弁し、ラジエータ側接続部とハウジング部の内部とが連通された状態となり、ウォーターポンプにより給送される冷却水が、エンジン側接続部からサーモスタットのハウジング部内に導かれ、ラジエータ側接続部延いてはラジエータ通路に流入する。

特開２０１０−１２１４５５号公報

特許文献１に記載のサーモスタットのスプリングシートは、ハウジング部の内部（第１領域）とラジエータ側接続部（第２領域）とを連通或いは遮断する。スプリングシートが閉弁された閉弁状態では、ウォーターポンプにより給送される冷却水は、エンジン側接続部から第１領域に流入し、その後、第２領域側のラジエータ通路へ流出することなく、バイパス通路などを介してウォーターポンプに戻される。ラジエータ通路は、サーモスタットの第２領域からラジエータへ延びて、ラジエータからウォーターポンプまで延びるので、閉弁状態でウォーターポンプによって循環する冷却水の圧力は、サーモスタットの第２領域の冷却水に伝わらない。このため、閉弁状態では、第１領域の冷却水の圧力と第２領域の冷却水の圧力との間に圧力差が生じ易く、例えば、エンジンの回転数の増加等によって第１領域の冷却水の圧力が上昇すると、第１領域の冷却水の圧力と第２領域の冷却水の圧力との間の圧力差（以下、単に第１領域と第２領域との圧力差という）も大きくなる。第１領域と第２領域との圧力差が大きくなると、スプリングシートが閉弁側へ押圧されて開弁し難くなる可能性があり、温度感知部に予め設定されている目標とする開弁温度に冷却水の温度が到達してもスプリングシートが開弁せずに、開弁が遅れてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、サーモスタットの第１領域と第２領域との圧力差の増大に起因するサーモスタットの開弁の遅れを抑制することが可能なサーモスタットの開閉制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、冷却水が流入する第１領域と、冷却水が流出する第２領域と、第１領域と第２領域とを連通する連通開口とを有するハウジングの第１領域に、ハウジングに対してスライド移動自在に支持されて内部にワックスを収容するワックスケースと、ワックスケースに固定されてワックスケースと連動する弁とが配置され、ワックスケース内に、通電時に発熱してワックスケース内のワックスを溶解するヒータが設けられ、ワックスケース内のワックスが凝固した状態では、弁が、スプリングによって付勢されて連通開口を第１領域側から閉塞することにより、第１領域に流入した冷却水の第２領域側への流出を規制し、ワックスケース内のワックスが溶解して膨張した状態では、弁が、スプリングの付勢力に抗して連通開口から離間して連通開口を開放することにより、第１領域に流入した冷却水の第２領域側への流出を許容するサーモスタットの開閉制御装置であって、第１圧力センサと第２圧力センサと温度センサと記憶手段とヒータ制御手段とを備える。第１圧力センサは、ハウジングの第１領域の冷却水の圧力を第１圧力として検知する。第２圧力センサは、ハウジングの第２領域の冷却水の圧力を第２圧力として検知する。温度センサは、ハウジングの第１領域の冷却水の温度を検知する。記憶手段は、第１領域の冷却水の圧力と第２領域の冷却水の圧力との圧力差と、ヒータへの通電開始温度との所定の対応関係を予め記憶する。ヒータ制御手段は、第１圧力センサが検知した第１圧力と第２圧力センサが検知した第２圧力との圧力差に応じたヒータへの通電開始温度を、記憶手段が記憶する所定の対応関係に基づいて決定し、決定した通電開始温度に温度センサが検知した冷却水の温度が達したときにヒータへの通電を開始する。

また、上記記憶手段に記憶される所定の対応関係は、第１領域の冷却水の圧力と第２領域の冷却水の圧力との圧力差が大きいほど、ヒータへの通電開始温度が低く設定されてもよい。

上記構成では、記憶手段が、第１領域の冷却水の圧力と第２領域の冷却水の圧力との圧力差（以下、単に圧力差という）と、サーモスタットのヒータへの通電開始温度との所定の対応関係を予め記憶する。所定の対応関係において、圧力差に応じた通電開始温度を、連通開口を開放（開弁）する際の目標とする冷却水の温度（以下、目標開弁温度と称する）よりも低く設定した場合には、第１領域の冷却水の圧力が高くなって第２領域との間に圧力差が生じ、圧力差によって弁が開弁方向（連通開口から離間する方向）へ移動し難くなっても、冷却水の温度が目標開弁温度に達する前にヒータへの通電が開始されるので、目標開弁温度に達した際には既に溶解しているワックスの膨張によって圧力差に対抗することができ、開弁の遅れを抑制することができる。例えば、第１領域にエンジンから流出した冷却水が流入する場合に、エンジンの回転数の増加等によって第１領域に流入する冷却水の圧力が高くなって第２領域との間に圧力差が生じても、開弁の遅れを抑制することができる。

また、所定の対応関係において、圧力差が大きくなるほどサーモスタットのヒータへの通電開始温度が低くなるように設定した場合には、圧力差が大きいときほど冷却水の温度が目標開弁温度に達した際に既に溶解しているワックスの量が多くなるので、ワックスの膨張による開弁方向への力を大きくすることができる。このため、第１領域の冷却水の圧力が高くなり、圧力差によって弁が開弁方向へ移動し難く（開弁し難く）なるほど、ワックスの膨張による開弁方向への力を大きくすることができるので、圧力差に応じて開弁の遅れを好適に抑制することができる。

本発明によれば、サーモスタットの第１領域と第２領域との圧力差の増大に起因する開弁の遅れを抑制することができる。

本実施形態に係るサーモスタットの開閉制御装置を備えた車両の模式的な構成図である。本実施形態に係るサーモスタットの模式的な断面図である。本実施形態に係るサーモスタットの開閉制御装置のブロック図である。圧力差とエンジン回転数との対応関係を示す弁判定マップである。圧力差と通電開始温度との対応関係を示す通電開始温度マップである。図３のサーモスタットの開閉制御装置のヒータ制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図２中の矢印は、冷却水の流通方向を示す。

図１に示すように、本実施形態に係るサーモスタットの開閉制御装置１０は、車両１のエンジン２等を冷却するための冷却水（以下、単に冷却水という）の温度を調節するサーモスタット５に適用される。車両１は、エンジン２と、冷却水を冷却するラジエータ３と、冷却水を循環させるウォーターポンプ４と、冷却水の温度を調節するサーモスタット５と、冷却水の循環流路６とを備える。

ラジエータ３は、高温化した冷却水が流入する流入口３ａと、ラジエータ３に冷却された冷却水が流出する流出口３ｂとを有する。ラジエータ３の車両後方側には、エンジン２の動力によって回転する軸流ファン（図示省略）が配置される。ラジエータ３は、流入口３ａから流出口３ｂへ流通する冷却水と、軸流ファンが発生させる冷却風との間で熱交換を行うことによって冷却水を冷却する。

ウォーターポンプ４は、エンジン２の冷却水流入口２ａに隣接して設けられ、エンジン２の動力によって駆動されて冷却水を圧送して循環させる。

循環流路６は、ウォータージャケット６ａとエンジン側流路６ｂとラジエータ流路６ｃとバイパス流路６ｄとによって構成される。

ウォータージャケット６ａは、エンジン２のシリンダブロック（図示省略）に設けられる流路であって、エンジン２の冷却水流入口２ａと冷却水流出口２ｂとの間で延びる。ウォーターポンプ４に圧送された冷却水は、ウォータージャケット６ａを冷却水流入口２ａ側から冷却水流出口２ｂ側へ流通してエンジン２を冷却する。

エンジン側流路６ｂは、エンジン２の冷却水流出口２ｂとサーモスタット５との間で延びる。エンジン２を冷却して冷却水流出口２ｂから流出した冷却水は、エンジン側流路６ｂをサーモスタット５側へ流通する。

ラジエータ流路６ｃは、サーモスタット５からラジエータ３を介してウォーターポンプ４へ延びる。すなわち、ラジエータ流路６ｃは、ラジエータ３よりも上流側の流路と、ラジエータ３の内部の流路と、ラジエータ３よりも下流側の流路とによって構成される。後述する目標開弁温度よりも高温の冷却水は、エンジン側流路６ｂからラジエータ流路６ｃへサーモスタット５を流通する。サーモスタット５からラジエータ流路６ｃへ流出した冷却水は、サーモスタット５からラジエータ３の流入口３ａへラジエータ流路６ｃの上流側の流路を流通し、流入口３ａからラジエータ３に流入する。ラジエータ３に流入した高温の冷却水は、ラジエータ３の内部の流路を流通し、冷却風との間で熱交換を行うことによって冷却されて、流出口３ｂから流出する。ラジエータ３に冷却されてラジエータ３の流出口３ｂから流出する冷却水は、ラジエータ３の流出口３ｂからウォーターポンプ４へラジエータ流路６ｃの下流側の流路を流通する。

バイパス流路６ｄは、サーモスタット５からラジエータ３をバイパスしてウォーターポンプ４へ延びる。後述する目標開弁温度よりも低温の冷却水は、エンジン側流路６ｂからバイパス流路６ｄへサーモスタット５を流通する。サーモスタット５からバイパス流路６ｄへ流出した冷却水は、バイパス流路６ｄをウォーターポンプ４側へ流通する。

図１及び図２に示すように、サーモスタット５は、エンジン２の冷却水流出口２ｂ側に配置されるボトムバイパス式のサーモスタットであって、エンジン側流路６ｂとラジエータ流路６ｃとバイパス流路６ｄとの分岐点に設けられ、ハウジング１１と、ワックスケース１２と、ヒータ１３と、メインバルブ（弁）１４と、バイパスバルブ１５と、２つのコイルスプリング１６，１７とを有する。

ハウジング１１は、エンジン側流路６ｂとラジエータ流路６ｃとバイパス流路６ｄとの合流部分（分岐点）であって、エンジン側流路６ｂ及びバイパス流路６ｄが接続される第１領域１８と、ラジエータ流路６ｃが接続される第２領域１９と、第１領域１８と第２領域１９とを所定方向（図２中の上下方向）に連通する連通開口２０とを有する。連通開口２０は、ハウジング１１の第１領域１８及び第２領域１９の双方に跨って配置されて固定されるフレーム体２１の内側に区画される。フレーム体２１の第２領域１９側には、ピン２２が固定される。ピン２２は、フレーム体２１の第２領域１９側に固定される基端から第１領域１８側へ向かって上記所定方向に沿って延び、連通開口２０を挿通する。

ワックスケース１２は、ハウジング１１の第１領域１８に配置されて上記所定方向に沿って延び、その内部には、ワックスを充填するためのワックス収容空間２３が区画され、ワックス収容空間２３にワックス（図示省略）が充填される。ワックスケース１２は、上記所定方向の一端（図２中の上端）にピン２２が挿通可能な挿通孔を有し、該挿通孔にピン２２を挿通させることにより、ピン２２にスライド移動自在に支持される。すなわち、ワックスケース１２は、ピン２２及びフレーム体２１を介してハウジング１１に対して上記所定方向に沿ってスライド移動自在に支持される。ピン２２の先端は、ワックスケース１２のワックス収容空間２３のワックス内に配置される。ワックス収容空間２３のワックスには、ハウジング１１の第１領域１８に流入する冷却水の温度がワックスケース１２から伝達される。ワックスの特性は、ハウジング１１の第１領域１８に流入する冷却水の温度が後述する目標開弁温度のときに溶解して膨張するように予め設定される。

ヒータ１３は、ピン２２の先端部に設けられ、外部電源（図示省略）に接続される。ヒータ１３は、通電時に発熱してワックスケース１２のワックス収容空間２３のワックスを溶解する。

メインバルブ１４は、ワックスケース１２の上記所定方向の一端部（図２中の上端部）に固定されるドーナツ板状の弁体であって、ハウジング１１の第１領域１８に配置され、ワックスケース１２のスライド移動に連動して上記所定方向に沿って移動する。メインバルブ１４は、ハウジング１１の連通開口２０よりも大径に形成され、第１領域１８に配置されるコイルスプリング（スプリング）１６によって連通開口２０へ向かって付勢される。メインバルブ１４は、コイルスプリング１６に付勢されて、連通開口２０を区画するフレーム体２１に第１領域１８側から当接した状態で連通開口２０を閉塞する。

バイパスバルブ１５は、ドーナツ板状の弁体であって、その内径部には、ワックスケース１２の上記所定方向の他端部（図２中の下端部）から延びるロッド２５が挿通し、ロッド２５に対してスライド移動自在に支持される。ロッド２５の先端には、バイパスバルブ１５の脱落を防止するストッパ２６が固定される。ワックスケース１２とバイパスバルブ１５との間には、コイルスプリング１７が配置される。コイルスプリング１７は、バイパスバルブ１５をロッド２５の先端側へ付勢する。バイパスバルブ１５は、ハウジング１１の第１領域１８に接続されるバイパス流路６ｄの開口２４よりも大径に形成され、バイパス流路６ｄの開口２４に対向する位置に配置される。バイパスバルブ１５は、ワックスケース１２のスライド移動に連動して上記所定方向に沿って移動する。バイパスバルブ１５は、バイパス流路６ｄの開口２４側へ移動し、開口２４を区画するハウジング１１に当接すると、開口２４を閉塞する。バイパスバルブ１５が開口２４を閉塞した状態で、さらにワックスケース１２がバイパス流路６ｄの開口２４側へ移動すると、バイパスバルブ１５の内径部をロッド２５がスライド移動するとともに、コイルスプリング１７が収縮する。

サーモスタット５は、例えば、エンジン２の始動直後のエンジン２の暖機時など、冷却水の温度が低い場合には、ワックスケース１２内のワックスが凝固した状態で、コイルスプリング１６によってワックスケース１２、メインバルブ１４、及びバイパスバルブ１５が上記所定方向の一側（図２中の上側）へ付勢され、メインバルブ１４が連通開口２０を閉塞する閉弁状態となる。なお、閉弁状態では、バイパスバルブ１５は、バイパス流路６ｄの開口２４を開放する。閉弁状態では、エンジン２の冷却水流出口２ｂから流出した冷却水は、エンジン側流路６ｂを流通してサーモスタット５のハウジング１１の第１領域１８に流入し、メインバルブ１４によって第２領域１９への流出が規制され、ハウジング１１の開口２４からバイパス流路６ｄへ流出する。すなわち、閉弁状態では、ウォーターポンプ４に圧送された冷却水は、ラジエータ３を流通することなく、バイパス流路６ｄを介して循環する。

一方、冷却水の温度が上昇し、エンジン２の暖機が完了したと推定される温度である目標開弁温度に冷却水の温度が到達した場合には、ワックスケース１２内のワックスが溶解して、ワックスの体積がワックスケース１２内で膨張し、ワックスケース１２内でピン２２が押圧されて、ワックスケース１２がコイルスプリング１６の付勢力に抗して上記所定方向の他側（図２中の下側）へスライド移動する。ワックスケース１２が上記所定方向の他側へスライド移動すると、サーモスタット５は、ワックスケース１２のスライド移動に連動してメインバルブ１４、及びバイパスバルブ１５が上記所定方向の他側へ移動し、メインバルブ１４が連通開口２０を開放する開弁状態となる。なお、開弁状態では、バイパスバルブ１５は、バイパス流路６ｄの開口２４を閉塞する。開弁状態では、エンジン２の冷却水流出口２ｂから流出した冷却水は、エンジン側流路６ｂを流通してサーモスタット５のハウジング１１の第１領域１８に流入し、連通開口２０を流通して第２領域１９へ流入し、第２領域１９に接続されるラジエータ流路６ｃの開口２７からラジエータ流路６ｃへ流出する。すなわち、開弁状態では、エンジン２の冷却水流出口２ｂから流出した高温の冷却水を、ラジエータ３で冷却するために、ラジエータ流路６ｃを介して循環させる。

図１及び図３に示すように、サーモスタットの開閉制御装置１０は、入口圧力センサ（第１圧力センサ）２８と、出口圧力センサ（第２圧力センサ）２９と、入口温度センサ（温度センサ）３０と、回転数センサ３９と、電子制御ユニット３１（以下、ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）と称する）とを備える。

入口圧力センサ２８は、エンジン側流路６ｂのうち、サーモスタット５の第１領域１８に接続されるエンジン側流路６ｂの開口３２（図２参照）の近傍に配置され、第１領域１８の開口３２の近傍の冷却水の圧力を所定時間毎に検知し、入口側圧力（第１圧力）としてＥＣＵ３１へ逐次出力する。すなわち、入口圧力センサ２８は、サーモスタット５の第１領域１８の開口３２の近傍の冷却水の圧力を検知することにより、第１領域１８の冷却水の圧力を第１圧力として検知する。

出口圧力センサ２９は、ラジエータ流路６ｃのうち、サーモスタット５の第２領域１９の開口２７の近傍に配置され、第２領域１９の開口２７の近傍の冷却水の圧力を所定時間毎に検知し、出口側圧力（第２圧力）としてＥＣＵ３１へ逐次出力する。すなわち、出口圧力センサ２９は、サーモスタット５の第２領域１９の開口２７の近傍の冷却水の圧力を検知することにより、第２領域１９の冷却水の圧力を第２圧力として検知する。

入口温度センサ３０は、エンジン側流路６ｂのうち、サーモスタット５の第１領域１８の開口３２の近傍に配置され、第１領域１８の開口３２の近傍の冷却水の温度を所定時間毎に検知し、ＥＣＵ３１へ逐次出力する。すなわち、入口温度センサ３０は、サーモスタット５の第１領域１８の開口３２の近傍の冷却水の温度を検知することにより、第１領域１８の冷却水の温度を検知する。

回転数センサ３９は、エンジン２の回転数を所定時間毎に検出し、ＥＣＵ３１へ逐次出力する。

ＥＣＵ３１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ，ヒータ制御手段）３３と記憶部（記憶手段）３４とを備える。記憶部３４は、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３５及びＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）３６を含む。

ＲＯＭ３５には、ＣＰＵ３３によって読み出される種々のプログラム（ヒータ制御プログラムを含む）や種々のデータ（後述する弁判定マップ４０や通電開始温度マップ４１などを含む）を予め記憶している。なお、ＲＯＭ３５に記憶される種々のデータは、実験やシミュレーションなどによって得られた測定値や理論値に基づいて設定される。また、これらのデータは、プログラムに含まれた状態で記憶されてもよい。

図４に示すように、ＲＯＭ３５に記憶される弁判定マップ４０は、サーモスタット５のメインバルブ１４が開弁状態又は閉弁状態のいずれの状態であるかを判定するためのマップであって、サーモスタット５の入口側圧力と出口側圧力との圧力差（以下、単に圧力差という）と、エンジン回転数との対応関係を示す。弁判定マップ４０では、回転数が多くなるほど圧力差が上昇する割合が大きくなるように、エンジンの回転数と圧力差との対応関係が、実験やシミュレーション等によって予め求められて設定されている。なお、エンジンの回転数と圧力差との対応関係を、マップに替えてテーブル等を用いて記憶してもよい。

図５に示すように、ＲＯＭ３５に記憶される通電開始温度マップ４１は、サーモスタット５のヒータ１３への通電を開始する通電開始温度を決定するためのマップであって、通電開始温度と圧力差との所定の対応関係を示す。通電開始温度マップ４１では、通電開始温度は、目標開弁温度よりも低い温度であって、圧力差が大きいときほど通電開始温度が低くなるように設定されている。通電開始温度マップ４１の圧力差と通電開始温度との上記所定の対応関係は、圧力差が大きくてメインバルブ１４が開弁方向へ移動し難い場合であっても、冷却水の温度が目標開弁温度に達する前に（目標開弁温度よりも低い通電開始温度のときに）ヒータ１３への通電を開始することにより、冷却水の温度が目標開弁温度に達した際にサーモスタット５を開弁状態にできる対応関係であり、実験やシミュレーション等によって予め求められて設定される。なお、圧力差と通電開始温度との上記所定の対応関係を、マップに替えてテーブル等を用いて記憶してもよい。また、全ての圧力差に応じた通電開始温度を設定しなくてもよく、例えば、圧力差が所定の値よりも小さいときの通電開始温度を、設定せずに、圧力差が所定の値よりも小さい場合には、サーモスタット５の第１領域１８に流入する冷却水の温度によってワックスを溶解してサーモスタット５を開弁状態にしてもよい。或いは、圧力差が所定の値よりも小さいときの通電開始温度を、目標開弁温度よりも非常に高い温度に設定することによって、圧力差が所定の値よりも小さい場合には、サーモスタット５の第１領域１８に流入する冷却水の温度によってワックスを溶解してサーモスタット５を開弁状態にしてもよい。

ＲＡＭ３６には、入口圧力センサ２８、出口圧力センサ２９、及び入口温度センサ３０の各種検出データを記憶するデータ記憶領域が予め設定されている。また、ＲＡＭ３６は、上記各種検出データの一時記憶領域以外にも、ＲＯＭ３５から読み出されたプログラムの展開領域、ＣＰＵ３３の演算結果の一時記憶領域等として機能する。データ記憶領域は、記憶可能なデータ数の上限（上限データ数）が予め設定された領域であり、記憶されているデータ数が上限データ数に達すると、ＥＣＵ３１は、新規の検出結果を記憶する際に、既に記憶されている検出結果のうち最初に記憶された最も古いものを削除し、新規の検出結果を記憶させる。

ＣＰＵ３３は、ＲＯＭ３５に記憶されたヒータ制御プログラムに従ってヒータ制御処理を実行することによって、弁判定部３７、及び通電制御部３８として機能し、ヒータ１３への通電を制御する。また、ＣＰＵ３３は、入口圧力センサ２８、出口圧力センサ２９、入口温度センサ３０及び回転数センサ３９等から入力された各種検出データをＲＡＭ３６に記憶し、ヒータ制御処理を実行する際に各種検出データ等をＲＡＭ３６から読み出す。なお、ＣＵＰ３３の機能の一部を抽出して他の情報処理装置に設けてもよい。

弁判定部３７は、先ず、入口圧力センサ２８から入力された入口側圧力と、出口圧力センサ２９から入力された出口側圧力との圧力差を算出するとともに、回転数センサ３９が検出したエンジン２の回転数のときの基準となる圧力差（以下、基準圧力差と称する）を、ＲＯＭ３５に記憶される弁判定マップ４０から求める。次に、弁判定部３７は、算出した圧力差と基準圧力差とを比較し、算出した圧力差が基準圧力差よりも大きい場合には、サーモスタット５が閉弁状態であると判定し、算出した圧力差が基準圧力差よりも小さい場合には、サーモスタット５が開弁状態であると判定する。

通電制御部３８は、先ず、弁判定部３７が算出した圧力差に応じた通電開始温度Ｔ_０を、ＲＯＭ３５に記憶される通電開始温度マップ４１に基づいて決定する。次に、通電制御部３８は、決定した通電開始温度Ｔ_０と、入口温度センサ３０から入力された冷却水の温度Ｔ_１とを比較し、冷却水の温度Ｔ_１が通電開始温度Ｔ_０以上である場合に、ヒータ１３への通電を開始する。なお、通電開始温度Ｔ_０を決定する際に用いる圧力差は、弁判定部３７が算出した圧力差でなくてもよく、入口圧力センサ２８から入力された入口側圧力と出口圧力センサ２９から入力された出口側圧力とから通電制御部３８が算出した圧力差であってもよい。

次に、サーモスタットの開閉制御装置１０のＣＰＵ３３が実行するヒータ制御処理について、図６のフローチャートに基づき説明する。

ＣＰＵ３３は、車両１のエンジン２の始動によって本処理を開始し、エンジン２が作動している間、所定時間毎に繰り返して本処理を実行し、エンジン２の停止によって本処理を終了する。

本処理が開始されると、ＣＰＵ３３の弁判定部３７は、サーモスタット５が閉弁状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。サーモスタット５が閉弁状態であると判定された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ２へ移行する。一方、サーモスタット５が閉弁状態ではない（開弁状態である）と判定された場合（ステップＳ１：ＮＯ）、本処理を終了する。

ステップＳ２では、ＣＰＵ３３の通電制御部３８は、通電開始温度Ｔ_０を通電開始温度マップ４１に基づいて決定して、ステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、通電制御部３８は、入口温度センサ３０から入力された冷却水の温度Ｔ_１と通電開始温度Ｔ_０とを比較する。冷却水の温度Ｔ_１が通電開始温度Ｔ_０以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４へ移行する。一方、冷却水の温度Ｔ_１が通電開始温度Ｔ_０よりも低い場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２へ移行する。すなわち、通電制御部３８は、ステップＳ２において通電開始温度Ｔ_０を決定してから、冷却水の温度Ｔ_１が通電開始温度Ｔ_０に達するまでステップＳ２及びステップＳ３の処理を繰り返して実行する。なお、冷却水の温度Ｔ_１が通電開始温度Ｔ_０よりも低い場合（ステップＳ３：ＮＯ）、本処理を終了することにより、冷却水の温度Ｔ_１が通電開始温度Ｔ_０に達するまでステップＳ１からステップＳ３の処理を繰り返して実行してもよい。

ステップＳ４では、通電制御部３８は、ヒータ１３への通電を開始して、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、弁判定部３７は、サーモスタット５が開弁状態であるか否かを判定する。サーモスタット５が開弁状態であると判定された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ６へ移行する。一方、サーモスタット５が開弁状態ではない（閉弁状態である）と判定された場合（ステップＳ５：ＮＯ）、通電制御部３８は、ヒータ１３への通電を継続する。

ステップＳ６では、通電制御部３８は、ヒータ１３への通電を終了し、ＣＰＵ３３は、本処理を終了する。

上記のように構成されたサーモスタットの開閉制御装置１０では、サーモスタット５が閉弁状態でエンジン２の回転数が上昇した場合など、第１領域１８の冷却水の圧力が高くなって第２領域１９との間に圧力差が生じ、圧力差によってメインバルブ１４が上記所定方向の他側（図２中の下側）へスライド移動し難くなっても、通電開始温度が目標開弁温度よりも低い温度であるので、冷却水の温度が目標開弁温度に達する前にヒータ１３への通電が開始される。このため、冷却水の温度がさらに上昇して目標開弁温度に達した際には、既に溶解しているワックスの膨張によって圧力差に対抗することができ、開弁の遅れを抑制することができる。

また、通電開始温度マップ４１では、圧力差が大きいときほど通電開始温度が低くなるように設定されているので、圧力差が大きいときほど冷却水の温度が目標開弁温度に達した際に既に溶解しているワックスの量が多くなり、ワックスの膨張による開弁方向への力を大きくすることができる。このため、圧力差の増大によってメインバルブ１４が開弁方向へ移動し難く（開弁し難く）なるほど、ワックスの膨張による開弁方向への力を大きくすることができるので、圧力差に応じて開弁の遅れを好適に抑制することができる。

従って、本実施形態によれば、サーモスタット５の第１領域１８と第２領域１９との圧力差の増大に起因する開弁の遅れを抑制することができる。

なお、本実施形態では、弁判定部３７は、圧力差を算出し、弁判定マップ４０に基づいてサーモスタット５が閉弁状態、又は開弁状態のいずれの状態であるかを判定したが、これに限定されるものではなく、サーモスタット５の状態（閉弁状態、又は開弁状態）を判定できる方法であれば他の方法であってもよい。例えば、第１領域１８の冷却水の温度と、第２領域１９の冷却水の温度とを比較し、その温度差が所定の温度差よりも小さければ、開弁状態と判定し、大きければ閉弁状態と判定してもよい。この場合、サーモスタットの開閉制御装置１０は、弁判定マップ４０や回転数センサ３９を備えなくてもよい。

また、本実施形態では、入口圧力センサ２８を、エンジン側流路６ｂのうち、サーモスタット５の第１領域１８の開口３２の近傍に配置したが、サーモスタット５の第１領域１８の冷却水の圧力を検知できる場所であれば、他の場所に配置してもよい。例えば、入口圧力センサ２８を、サーモスタット５の第１領域１８に配置してもよい。或いは、入口圧力センサ２８を、バイパス流路６ｄのうち、サーモスタット５の第１領域１８の開口２４の近傍に配置してもよい。

また、本実施形態では、出口圧力センサ２９を、ラジエータ流路６ｃのうち、サーモスタット５の第２領域１９の開口２７の近傍に配置したが、サーモスタット５の第２領域１９の冷却水の圧力を検知できる場所であれば、他の場所に配置してもよい。例えば、出口圧力センサ２９をサーモスタット５の第２領域１９に配置してもよい。

また、本実施形態では、入口温度センサ３０を、エンジン側流路６ｂのうちエンジン側流路６ｂの開口３２の近傍に配置したが、これに限定されるものではなく、例えば、エンジン２の冷却水流出口２ｂの近傍に配置してもよい。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、サーモスタット５を、エンジン側流路６ｂとバイパス流路６ｄとが第１領域１８に接続され、ラジエータ流路６ｃが第２領域１９に接続される３方弁として機能したが、これに限定されるものではなく、例えば、第１領域１８にエンジン側流路６ｂ及びバイパス流路６ｄ以外の他の流路が接続される４方弁以上の弁として機能してもよく、或いは第１領域１８に１つの流路が接続される２方弁として機能してもよい。

また、上記実施形態では、バイパスバルブ１５を有するボトムバイパス式のサーモスタット５であったが、バイパスバルブ１５を有さないでエンジン２の冷却水流出口２ｂ側に配置されるインライン式のサーモスタットであってもよい。

また、上記実施形態では、サーモスタット５の第２領域１９側に接続される流路が、ラジエータ３へ延びるラジエータ流路６ｃであったが、これに限定されるものではなく、例えば、ＥＧＲクーラ等へ延びる流路であってもよい。

１：車両
５：サーモスタット
１０：サーモスタットの開閉制御装置
１１：ハウジング
１２：ワックスケース
１３：ヒータ
１４：メインバルブ（弁）
１６：コイルスプリング（スプリング）
１８：ハウジングの第１領域
１９：ハウジングの第２領域
２８：入口圧力センサ（第１圧力センサ）
２９：出口圧力センサ（第２圧力センサ）
３０：入口温度センサ（温度センサ）
３３：ＣＰＵ（ヒータ制御手段）
３４：記憶部
４０：弁判定マップ
４１：通電開始温度マップ

Claims

冷却水が流入する第１領域と、冷却水が流出する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域とを連通する連通開口とを有するハウジングの前記第１領域に、前記ハウジングに対してスライド移動自在に支持されて内部にワックスを収容するワックスケースと、前記ワックスケースに固定されて前記ワックスケースと連動する弁とが配置され、前記ワックスケース内に、通電時に発熱して前記ワックスケース内のワックスを溶解するヒータが設けられ、前記ワックスケース内のワックスが凝固した状態では、前記弁が、スプリングによって付勢されて前記連通開口を前記第１領域側から閉塞することにより、前記第１領域に流入した冷却水の前記第２領域側への流出を規制し、前記ワックスケース内のワックスが溶解して膨張した状態では、前記弁が、前記スプリングの付勢力に抗して前記連通開口から離間して前記連通開口を開放することにより、前記第１領域に流入した冷却水の前記第２領域側への流出を許容するサーモスタットの開閉制御装置であって、
前記ハウジングの前記第１領域の冷却水の圧力を第１圧力として検知する第１圧力センサと、
前記ハウジングの前記第２領域の冷却水の圧力を第２圧力として検知する第２圧力センサと、
前記ハウジングの前記第１領域の冷却水の温度を検知する温度センサと、
前記第１領域の冷却水の圧力と前記第２領域の冷却水の圧力との圧力差と、前記ヒータへの通電開始温度との所定の対応関係を予め記憶する記憶手段と、
前記第１圧力センサが検知した前記第１圧力と前記第２圧力センサが検知した前記第２圧力との圧力差に応じた前記ヒータへの通電開始温度を、前記記憶手段が記憶する前記所定の対応関係に基づいて決定し、決定した通電開始温度に前記温度センサが検知した冷却水の温度が達したときに前記ヒータへの通電を開始するヒータ制御手段と、を備えた
ことを特徴とするサーモスタットの開閉制御装置。
請求項１に記載のサーモスタットの開閉制御装置であって、
前記記憶手段に記憶される前記所定の対応関係は、前記第１領域の冷却水の圧力と前記第２領域の冷却水の圧力との圧力差が大きいほど、前記ヒータへの通電開始温度が低く設定される
ことを特徴とするサーモスタットの開閉制御装置。