JP2016128681A - エンジンの冷却制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合、シリンダヘッドの温度を低下させノッキングを抑制する冷却制御装置の提供。
【解決手段】シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒを通過する第１の冷却水循環経路２０に冷却水を循環させる第１のポンプ２２と、第１の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第１の冷却装置３０と、シリンダヘッドを通過する第２の冷却水循環経路４０に冷却水を循環させる第２のポンプ４２と、第２の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第２の冷却装置と、第２のポンプの下流側かつシリンダヘッドの上流側から分岐し第２の冷却装置の上流側に合流するバイパス通路５４と、バイパス通路の分岐位置に設けられ、第２のポンプの吐出口をシリンダヘッド側又はバイパス通路側に連通する流路切替弁４４と、第２のポンプ及び流路切替弁を制御する制御装置２００と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの冷却制御装置に関する。特に、エンジンのノッキングを抑制するためのエンジンの冷却制御装置に関する。

車両等に搭載されるエンジン（内燃機関）では、エンジンの筐体に形成された冷却水通路に冷却水を循環させることによってエンジンを冷却することが行われている。冷却水は、ラジエータに代表される冷却装置によって冷却されるとともに、ポンプによって圧送されてエンジンの筐体に形成された冷却水通路を含む冷却水循環通路を循環する。

ここで、エンジンは、高負荷運転時等、燃焼室での燃料の燃焼温度が高温の状態において、異常燃焼によりノッキングが発生しやすくなる。かかるノッキングの発生を抑える方法の一つとして、エンジンのシリンダヘッドを冷却して、シリンダヘッドの温度を低下させる方法が知られている。従来、ノッキング抑制と燃費改善とを両立するために、シリンダヘッドに流れる冷却水の温度を低くしてノッキングの抑制を図るとともに、シリンダブロックに流れる冷却水の温度を高くして燃費改善を図る二系統の冷却構造が提案されている。

例えば、特許文献１では、シリンダヘッドに形成したヘッド側冷却水通路と、シリンダブロックに形成したブロック側冷却水通路と、ヘッド用ラジエータと、ブロック用ラジエータと、ヘッド用ウォータポンプと、ブロック用ウォータポンプとを備えたエンジンの冷却構造が開示されている。かかるエンジンの冷却構造では、エンジンの非暖機運転時に、ヘッド側冷却水通路及びブロック側冷却水通路に冷却水を独立して流すことによりノッキングを抑制する制御が行われる。

特開２０１３−１６０１８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のエンジンの冷却構造は、非暖機運転時において、常時、ヘッド側冷却水通路及びブロック側冷却水通路を冷却水が循環する。したがって、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る状態で長時間運転していると、ヘッド側冷却水通路を循環する冷却水の温度が上昇して、冷却効果が低下する。その場合、特許文献１に記載のエンジンの冷却構造は、シリンダヘッドに冷却水を循環させながら、ラジエータにより冷却水をさらに冷却しなければならず、シリンダヘッドの温度を低下させてノッキングを抑制するまでに時間がかかるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、低温の冷却水により効率的にシリンダヘッドの温度を低下させてノッキングを抑制することが可能な、エンジンの冷却制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックを通過する第１の冷却水循環経路と、前記第１の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第１のポンプと、前記第１の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第１の冷却装置と、前記エンジンの前記シリンダヘッドを通過する第２の冷却水循環経路と、前記第２の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第２のポンプと、前記第２の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第２の冷却装置と、前記第２の冷却水循環経路の前記第２のポンプの下流側かつ前記シリンダヘッドの上流側から分岐して前記第２の冷却装置の上流側に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路の分岐位置に設けられ、前記第２のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側又は前記バイパス通路側に連通する流路切替弁と、前記第２のポンプ及び前記流路切替弁を制御する制御装置と、を備える、エンジンの冷却制御装置が提供される。

前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側に連通して、前記第２の冷却水循環経路に前記冷却水を循環させてもよい。

前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合であっても、前記第２の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値以上の場合には、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通して、前記バイパス通路に前記冷却水を循環させてもよい。

前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合に、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通してもよい。

前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合に、前記第２の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値以上の場合には、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通して、前記バイパス通路に前記冷却水を循環させてもよい。

本発明にかかるエンジンの冷却制御装置によれば、第２の冷却水循環経路を循環する冷却水を、シリンダヘッドを通過させずに温度を低く維持することができる。したがって、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、低温に保たれた冷却水を第２の冷却水循環経路に循環させることができる。これにより、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、低温の冷却水により効率的にシリンダヘッドの温度を低下させてノッキングを抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかるエンジン冷却システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、同実施形態にかかる制御装置の機能を示すブロック図である。 図３は、同実施形態にかかるエンジンの冷却制御方法を示すフローチャートである。 図４は、第２のポンプ及び流路切替弁の制御内容を示すテーブルである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜＜１．エンジンの冷却制御装置の全体構成例＞＞
まず、本発明の一実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置１００の全体構成の一例について説明する。図１は、エンジンの冷却制御装置１００の全体構成例を概略的に示す模式図である。かかるエンジンの冷却制御装置１００は、水平対向型の４気筒ガソリンエンジンに適用された例である。ただし、エンジンは、Ｖ型や列型の従来のエンジンであってもよく、気筒数も４気筒に限定されない。

エンジンは、左右のシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及び左右のシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒを備える。シリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒはピストンが摺動して進退動するシリンダを有する。シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒはシリンダの両端の開口のうちの一方を閉じる位置に設けられる。シリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒのシリンダと、ピストンと、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒとにより燃焼室が画成される。シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒには、燃焼室に臨むように点火プラグが設けられる。

シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒには、それぞれ図示しないウォータジャケット（冷却水の流路）が形成されている。エンジンの冷却制御装置１００は、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケット及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒのウォータジャケットに冷却水を分配しながら冷却水を循環させる第１の冷却水循環経路２０を備える。また、本実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置１００は、第１の冷却水循環経路２０と併せて、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットに冷却水を供給しながら冷却水を循環させる第２の冷却水循環経路４０を有する。

（第１の冷却水循環経路）
第１の冷却水循環経路２０は、冷却水を圧送する第１のポンプ２２と、冷却水を冷却するラジエータ３０とを備える。第１のポンプ２２はモータ等により駆動される電動ウォータポンプとし得る。エンジンのクランクシャフトにギヤを介して連結されたギヤポンプであってもよい。また、ラジエータ３０は、冷却水を放熱させて冷却水の温度を低下させる冷却装置であり、第１の冷却装置に相当する。かかる第１の冷却水循環経路２０は、従来のエンジンに備えられた冷却水循環経路と同一の構成とし得る。

第１のポンプ２２が駆動される間、第１のポンプ２２により圧送される冷却水は、左右の水分離室２４Ｌ，２４Ｒに供給される。水分離室２４Ｌに供給される冷却水は、冷却水通路１６Ｌ，１８Ｌを介して、シリンダヘッド１２Ｌ及びシリンダブロック１４Ｌのウォータジャケットに分配される。また、水分離室２４Ｒに供給される冷却水は、冷却水通路１６Ｒ，１８Ｒを介して、シリンダヘッド１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｒのウォータジャケットに分配される。冷却水がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒを通過する際に、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒの熱が冷却水に移動し、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒが冷却される。

水分離室２４Ｌからシリンダヘッド１２Ｌとシリンダブロック１４Ｌとに分配される冷却水の比、及び、水分離室２４Ｒからシリンダヘッド１２Ｒとシリンダブロック１４Ｒとに分配される冷却水の比は、例えば９：１とすることができる。これにより、燃焼温度への影響が大きいシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの冷却が効率的に行われる。冷却水の比は、例えば冷却水通路１６Ｌ，１８Ｌ（１６Ｒ，１８Ｒ）の流路面積の比を変えることによって調節することができる。

シリンダヘッド１２Ｌ及びシリンダブロック１４Ｒのウォータジャケットを通過した冷却水は、水集合室２６Ｌで合流した後、集合管２８に流れる。シリンダヘッド１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｒのウォータジャケットを通過した冷却水は、水集合室２６Ｒで合流した後、集合管２８に流れる。集合管２８に流れてきた冷却水は、冷却水通路２０ａを介してラジエータ３０へと戻される。ラジエータ３０に戻された冷却水は、放熱されて冷却された後、サーモスタット弁３２を介して、再び第１のポンプ２２へと循環する。また、一部の冷却水は、集合管２８から冷却水通路２０ｂを介して、ラジエータ３０を経由せずにサーモスタット弁３２を介して第１のポンプ２２へと循環する。

本実施形態では、集合管２８を流れる冷却水は、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ６２の周囲を流れ、ＥＧＲバルブ６２を冷却するよう構成されている。また、本実施形態では、集合管２８の冷却水の一部は、ヒータコック７２を介してヒータコア７４に流れる。ヒータコア７４は、冷却水と熱交換することで車室内を暖房するためのものであり、例えば、エンジンの暖機中に暖房要求があった場合等に、ヒータコック７２が開かれ、冷却水がヒータコア７４に流れる。ヒータコア７４を流れた冷却水は、熱交換により冷却され、サーモスタット弁３２を介して第１のポンプ２２へと循環する。

また、本実施形態では、集合管２８の冷却水の一部は、スロットル弁を備えたスロットルチャンバ６４の冷却通路を通過する。スロットルチャンバ６４を流れた冷却水についても、サーモスタット弁３２を介して第１のポンプ２２へと循環する。

サーモスタット弁３２は、第１のポンプ２２の吸入口を開閉するように設けられている。かかるサーモスタット弁３２は、冷却水の温度が所定の閾値未満で閉弁し、ラジエータ３０を介した冷却水の循環を停止させる。一方、サーモスタット弁３２は、冷却水の温度が所定の閾値以上で開弁し、ラジエータ３０を介して冷却水を循環させる。サーモスタット弁３２の開閉状態にかかわらず、ヒータコア７４側及びスロットルチャンバ６４側から第１のポンプ２２へと循環する冷却水の流路は開放されている。上記閾値は、例えば８５℃とすることができる。

また、サーモスタット弁３２は、ボトムバイパス弁７６付のサーモスタット弁３２であり、冷却水の温度が所定の閾値未満の場合には、冷却水通路２０ｂ側を開放する。したがって、冷却水の温度が所定の閾値未満のときには、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒを通過した冷却水はラジエータ３０を通らずに第１の冷却水循環経路２０を循環する。これにより、冷却水の温度が低い場合には、冷却水を速やかに昇温させることができる。上記閾値は、例えば７５℃とすることができる。

また、本実施形態では、第１のポンプ２２により圧送される冷却水は、トランスミッションを備えたトランスミッション熱交換器６８側に流れるように構成されている。トランスミッション熱交換器６８では、トランスミッションの熱が冷却水に移動することで、トランスミッションが冷却される。トランスミッション熱交換器６８側に流れる冷却水は、サーモスタット弁６６を介して集合管２８に合流する。サーモスタット弁６６は、冷却水の温度が所定の温度以上になると開弁する。

（第２の冷却水循環経路）
第２の冷却水循環経路４０は、冷却水を圧送する第２のポンプ４２と、流路切替弁４４と、冷却水を冷却するラジエータ４６と、水タンク４８とを備える。第２のポンプ４２は、第１のポンプ２２と同様に、モータ等により駆動される電動ウォータポンプとし得る。エンジンのクランクシャフトにギヤを介して連結されたギヤポンプであってもよい。また、ラジエータ４６は、冷却水を放熱させて冷却水の温度を低下させる冷却装置であり、第２の冷却装置に相当する。水タンク４８は、ラジエータ４６を通過して放熱された冷却水を貯留する。

流路切替弁４４は、第２のポンプ４２の吐出口を、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ側の冷却水通路５６Ｌ，５６Ｒ又はバイパス通路５４に連通する。すなわち、流路切替弁４４は、第２のポンプ４２によって圧送される冷却水を、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットを通過させるか、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを迂回させるかを切り替える。シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ側に流された冷却水は、熱交換によりエンジンヘッド１２Ｌ，１２Ｒを冷却した後、水集合室２６Ｌ，２６Ｒ、集合管２８及び冷却水通路５８を介してラジエータ４６に戻される。シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ内に形成されるウォータジャケットは、第１の冷却水循環経路２０におけるシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットと共用とされてもよいし、別のウォータジャケットとしてもよい。

流路切替弁４４が冷却水通路５６Ｌ，５６Ｒ側に切り替えられている状態では、第１の冷却水循環経路２０内を循環する冷却水と併せて、第２の冷却水循環経路４０内を循環する冷却水によって、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒが冷却される。すなわち、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットを通過する冷却水の流量が増え、冷却効率が向上する。また、第２の冷却水循環経路４０を循環する冷却水は低温状態になっていることからも、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの冷却効率は向上する。したがって、燃焼室での燃焼温度を低下させて、ノッキングが速やかに抑制される。

一方、バイパス通路５４側に流されて、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを迂回した冷却水はそのままラジエータ４６に戻される。流路切替弁４４がバイパス通路５４側に切り替えられている状態では、冷却水は、高温の領域を通過せずに、ラジエータ４６及び第２のポンプ４２を繰り返し循環する。したがって、冷却水は放熱を繰り返して冷却され、低温状態で維持される。

流路切替弁４４は、基本的に、エンジンがノッキング領域に在る場合、第２のポンプ４２の吐出口がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ側に連通されるよう切り替えられ、冷却水がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ側に流される。ただし、ラジエータ４６に設けられた温度センサ５２により検出されるラジエータ温度が所定の閾値を超える場合には、第２のポンプ４２の吐出口がバイパス通路５４側に連通されるよう切り替えられる。これにより、冷却水はシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを迂回して循環し、低温状態とされる。

本実施形態では、流路切替弁４４の通電状態において、第２のポンプ４２の吐出口がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ側に連通され、流路切替弁４４の非通電状態において、第２のポンプ４２の吐出口がバイパス通路５４側に連通する。

（制御装置）
図２は、本実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置１００に備えられた制御装置２００の構成を機能的なブロックで示した図である。図２は、制御装置２００の構成のうち、第２の冷却水循環経路４０に備えられた第２のポンプ４２及び流路切替弁４４の制御に関連する部分を示している。制御装置２００は、主として公知のマイクロコンピュータにより構成され、ノッキング領域判定部２１０と、ラジエータ温度検出部２２０と、ポンプ制御部２３０と、流路切替弁制御部２４０とを備える。具体的に、これらの各部は、マイクロコンピュータによるソフトウェアプログラムの実行により実現される。

また、制御装置２００は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の図示しない記憶素子等を備える。かかる制御装置２００は、エンジン回転数Ｎｅや吸入空気量Ｖａ、ＥＧＲ量Ｖｅ、ラジエータ温度Ｔｒａｄ等に関する情報を読み込み可能になっている。

ノッキング領域判定部２１０は、エンジンの運転状態が、ノッキングが発生し得るノッキング領域に在るか否かを判定する。本実施形態では、ノッキング領域判定部２１０は、エンジン回転数Ｎｅの変動量に基づきノッキングの有無を判定することにより、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かを判定する。ただし、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かの判定方法は、他の方法であってもよい。

ラジエータ温度検出部２２０は、ラジエータ４６に設けられた温度センサ５２のセンサ信号を読み込み、ラジエータ温度Ｔｒａｄを検出する。これにより、第２の冷却水循環経路４０を循環する冷却水の温度が把握される。

ポンプ制御部２３０は、ノッキング領域判定部２１０の判定結果及びラジエータ温度Ｔｒａｄに基づき、第２のポンプ４２の駆動制御を行う。本実施形態では、第２のポンプ４２は一定の出力で駆動されるようになっており、ポンプ制御部２３０は、第２のポンプ４２の駆動又は停止を切り替える。

流路切替弁制御部２４０は、ノッキング領域判定部２１０の判定結果及びラジエータ温度Ｔｒａｄに基づき、流路切替弁４４の制御を行う。本実施形態では、流路切替弁制御部２４０は、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットを通過させながら第２の冷却水循環経路４０に冷却水を循環させる際には、流路切替弁４４に通電させる。これにより、第２のポンプ４２の吐出口がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ側に連通する。また、流路切替弁制御部２４０は、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットを迂回させながら第２の冷却水循環経路４０に冷却水を循環させる際には、流路切替弁４４への通電を停止する。これにより、第２のポンプ４２の吐出口がバイパス通路５４側に連通する。

＜＜２．エンジンの冷却制御方法の例＞＞
次に、本実施形態にかかるエンジンの冷却制御装置１００の制御装置２００により実行されるエンジンの冷却制御方法の例について説明する。図３は、エンジンの冷却制御方法の一例を示すフローチャートである。以下の制御は、例えば、エンジンの運転中、常時実行される。なお、かかる制御は、第２の冷却水循環経路４０内の冷却水の流れを制御するものであり、当該制御が実行される間、第１の冷却水循環経路２０では、常時、第１のポンプ２２によって冷却水が循環させられる。

まず、制御装置２００は、ステップＳ１０において、ラジエータ４６に備えられた温度センサ５２により検出されるラジエータ温度Ｔｒａｄが、あらかじめ設定された閾値Ｔｒａｄ＿０以下であるか否かを判別する。ラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０を超える場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、第２の冷却水循環経路４０を循環させる冷却水の温度を低下させておく必要があることから、制御装置２００は、ステップＳ３０に進み、流路切替弁４４への通電を停止したままで第２のポンプ４２を駆動させる。かかる閾値Ｔｒａｄ＿０は、例えば７５℃とすることができる。

これにより、第２のポンプ４２により圧送される冷却水は、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットを迂回して、バイパス通路５４及びラジエータ４６を介して第２のポンプ４２に還流する。したがって、冷却水は、ラジエータ４６内を繰り返し通過し、放熱が繰り返されることによって低温状態とされる。

一方、ラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０以下の場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、制御装置２００は、ステップＳ２０において、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かを判別する。本実施形態では、制御装置２００は、単位時間当たりのエンジン回転数Ｎｅの変動量ΔＮｅが、あらかじめ設定した所定の閾値ΔＮｅ＿０以上であるか否かによって、ノッキングを生じているか否かを判定する。

エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを通過させる冷却水の流量を増やす必要がない。したがって、制御装置２００は、ステップＳ５０に進み、流路切替弁４４への通電を停止させるとともに第２のポンプ４２の駆動を停止させる。これにより、第２の冷却水循環経路４０は、冷却水の流れが停止した状態で維持される。

一方、エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、燃焼室での燃料の燃焼温度を低下させる必要がある。したがって、制御装置２００は、ステップＳ４０に進み、第２のポンプ４２を駆動させるとともに、流路切替弁４４に通電させる。これにより、第２のポンプ４２の吐出口が冷却水通路５６Ｌ，５６Ｒに連通される。そうすると、第２のポンプ４２により圧送される冷却水は、冷却水通路５６Ｌ，５６Ｒ、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケット、冷却水通路５８及びラジエータ４６を介して第２のポンプ４２に還流する。

その結果、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒには、第１のポンプ２２によって圧送され、第１の冷却水循環経路２０内を流れる冷却水と併せて、第２のポンプ４２によって圧送され、第２の冷却水循環経路４０内を流れる冷却水が流れる。したがって、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの冷却効率が向上し、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの温度、すなわち、燃焼温度が早期に低下するため、生じていたノッキングが抑制される。

なお、上記のフローチャートでは、エンジンの運転状態がノッキング領域になく、かつ、ラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０以下の場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ、かつ、Ｓ２０：Ｎｏ）、第２の冷却水循環経路４０内での冷却水の循環が停止される。ただし、この場合においても、ステップＳ３０に進み、冷却水が、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを迂回して、ラジエータ４６を繰り返し通過するようにしてもよい。すなわち、ステップＳ５０は省略されてもよい。

このように制御する場合には、第２の冷却水循環経路４０内の冷却水がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを通過しない期間中、冷却水は、常時、ラジエータ４６を介して循環するようになる。したがって、ラジエータ４６内の冷却水だけでなく、第２のポンプ４２、流路切替弁４４、バイパス通路５４及び水タンク４８を介して循環する冷却水が、均一に低温に維持される。したがって、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの冷却が必要になった場合に、低温の冷却水を安定的にシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒのウォータジャケットに供給することができる。

（他の制御例）
制御装置２００は、上記の冷却制御を、図３のフローチャートに沿って実行する代わりに、制御マップを用いて実行してもよい。図４は、使用可能な制御マップの一例を示す。かかる制御マップでは、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否か、及びラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０以下か否かによって、第２のポンプ４２のオンオフ及び流路切替弁４４のオンオフがあらかじめ切り分けられて設定されている。

制御装置２００は、例えば、エンジン回転数Ｎｅの変動量ΔＮｅ及びラジエータ温度Ｔｒａｄを検出するとともに、かかる制御マップを参照して、第２のポンプ４２及び流路切替弁４４のオンオフを決定する。制御マップにしたがって制御する場合、エンジンの運転状態がノッキング領域にあり、かつ、ラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０以下のときには、第２の冷却水循環経路４０から低温の冷却水が供給される。したがって、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒには、第１の冷却水循環経路２０内を流れる冷却水と併せて、第２の冷却水循環経路４０内を流れる冷却水が流れ、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒが効率的に冷却される。

また、制御マップにしたがって制御する場合、エンジンの運転状態がノッキング領域になく、かつ、ラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０以下のときには、第２の冷却水循環経路４０内の冷却水の循環は停止される。さらに、制御マップにしたがって制御する場合、ラジエータ温度Ｔｒａｄが閾値Ｔｒａｄ＿０を超えるときには、エンジンの運転状態がノッキング領域に在るか否かにかかわらず、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを迂回して、冷却水は第２の冷却水循環経路４０内を循環する。したがって、第２の冷却水循環経路４０内の冷却水が低温状態で維持される。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の冷却水循環経路２０内を循環する冷却水によってシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒ及びシリンダブロック１４Ｌ，１４Ｒを冷却しながらエンジンを運転している間に、エンジンの燃焼温度が上昇して、ノッキングが発生しやすくなると、第２の冷却水循環経路４０を循環する冷却水がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒに供給される。したがって、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを通過する冷却水の流量が増加して、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒが効率的に冷却される。その結果、エンジンの燃焼温度は低下し、生じていたノッキングが抑制される。

また、本実施形態によれば、第２の冷却水循環経路４０内の冷却水がシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒに供給されない期間においても、第２の冷却水循環経路４０を循環する冷却水の温度が低温で維持されるようになっている。したがって、エンジンの燃焼温度が上昇し、ノッキングが生じたときに、速やかに低温の冷却水をシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒに供給することができる。これにより、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの温度を早期に低下させて、生じているノッキングを抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記の実施形態においては、第２のポンプ４２の出力が一定とされ、制御装置２００は、第２のポンプ４２のオンオフのみを制御していたが、本制御はかかる例に限定されない。制御装置２００は、エンジン回転数Ｎｅの変動量ΔＮｅ等に応じて、第２のポンプ４２の出力を可変制御してもよい。すなわち、エンジン回転数Ｎｅの変動量ΔＮｅが大きいほど、燃焼室内での異常燃焼の程度がひどく、燃焼温度が高いことが推定されることから、第２のポンプ４２の出力を大きくして、冷却水の流量を増やすようにしてもよい。

また、上記の実施形態においては、第２の冷却水循環経路４０を循環する冷却水によってシリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを冷却する制御が実行されていたが、上記実施形態の制御装置は、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを温める制御に用いられてもよい。例えば、上記のエンジンの冷却制御装置１００における第２の冷却水循環経路４０を、第１の冷却水循環経路２０から完全に分離して別系統の流路とし、ラジエータ４６を加熱装置等に置き換える。そして、エンジンの燃焼温度が低下して、サージが生じやすくなっている場合に、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒを通過するように、高温の媒体を第２の循環経路内に循環させる。これにより、シリンダヘッド１２Ｌ，１２Ｒの温度が上昇して、エンジンの燃焼温度が上昇し、生じていたサージが抑制される。

１２Ｌ，１２Ｒ シリンダヘッド
１４Ｌ，１４Ｒ シリンダブロック
１６Ｌ，１８Ｌ，１６Ｒ，１８Ｒ 冷却水通路
２０ 第１の冷却水循環経路
２０ａ，２０ｂ 冷却水通路
２２ 第１のポンプ
２４Ｌ，２４Ｒ 水分離室
２６Ｌ，２６Ｒ 水集合室
２８ 集合管
３０ ラジエータ
３２ サーモスタット弁
４０ 第２の冷却水循環経路
４２ 第２のポンプ
４４ 流路切替弁
４６ ラジエータ
４８ 水タンク
５２ 温度センサ
５４ バイパス通路
５６Ｌ，５６Ｒ 冷却水通路
５８ 冷却水通路
６２ ＥＧＲバルブ
６４ スロットルチャンバ
６６ サーモスタット弁
６８ トランスミッション熱交換器
７２ ヒータコック
７４ ヒータコア
７６ ボトムバイパス弁
１００ エンジンの冷却制御装置
２００ 制御装置
２１０ ノッキング領域判定部
２２０ ラジエータ温度検出部
２３０ ポンプ制御部
２４０ 流路切替弁制御部

Claims (5)

1. エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックを通過する第１の冷却水循環経路と、
   前記第１の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第１のポンプと、
   前記第１の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第１の冷却装置と、
   前記エンジンの前記シリンダヘッドを通過する第２の冷却水循環経路と、
   前記第２の冷却水循環経路に冷却水を循環させる第２のポンプと、
   前記第２の冷却水循環経路を循環する冷却水を冷却する第２の冷却装置と、
   前記第２の冷却水循環経路の前記第２のポンプの下流側かつ前記シリンダヘッドの上流側から分岐して前記第２の冷却装置の上流側に合流するバイパス通路と、
   前記バイパス通路の分岐位置に設けられ、前記第２のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側又は前記バイパス通路側に連通する流路切替弁と、
   前記第２のポンプ及び前記流路切替弁を制御する制御装置と、
   を備える、エンジンの冷却制御装置。
2. 前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合に、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記シリンダヘッド側に連通して、前記第２の冷却水循環経路に前記冷却水を循環させる、請求項１に記載のエンジンの冷却制御装置。
3. 前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域に在る場合であっても、前記第２の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値以上の場合には、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通して、前記バイパス通路に前記冷却水を循環させる、請求項２に記載のエンジンの冷却制御装置。
4. 前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合に、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジンの冷却制御装置。
5. 前記制御装置は、前記エンジンの運転状態がノッキング領域にない場合に、前記第２の冷却水循環経路内の前記冷却水の温度が所定の閾値以上の場合には、前記流路切替弁により前記第２のポンプの吐出口を前記バイパス通路側に連通して、前記バイパス通路に前記冷却水を循環させる、請求項４に記載のエンジンの冷却制御装置。
   

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