JP2020084806A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体の回転角を調整するための専用のアクチュエータを流量調整弁に設けなくても、ラジエータ流量を調整することができる内燃機関の冷却装置を提供すること。【解決手段】冷却装置２０の循環回路２１には、冷却水の吐出量を変更可能なポンプ２６と、ポンプ２６と直列に配置されているラジエータ２７及び流量調整弁２８と、ラジエータ２７及び流量調整弁２８を迂回させて冷却水を流すバイパス通路２２とが設けられている。流量調整弁２８は、回転して流量調整弁２８の開度を可変させる弁体と、閉弁方向に弁体を付勢する弁体用付勢部材とを有している。冷却装置２０の制御部６１は、目標ラジエータ流量が多いほどポンプ吐出量を多くする。【選択図】図１

Description

本発明は、ラジエータを備える内燃機関の冷却装置に関する。

特許文献１には、内燃機関のシリンダブロック内及びシリンダヘッド内を流れる冷却水の循環回路を備える冷却装置の一例が記載されている。循環回路には、ポンプと、ポンプと直列に配置されているラジエータとが設けられている。また、循環回路は、シリンダブロック内及びシリンダヘッド内を流れた冷却水を、ラジエータを迂回させて流すバイパス通路を備えている。こうした循環回路では、ラジエータを通過した冷却水と、バイパス通路を流れた冷却水との双方がポンプに供給され、ポンプから冷却水が吐出される。

なお、特許文献１に記載の冷却装置では、循環回路のうち、ラジエータを通過した冷却水とバイパス通路を流れた冷却水とが合流する部分に流量調整弁が配置されている。この流量調整弁は、ラジエータを通過する冷却水量を調整する第１弁体と、バイパス通路を通過する冷却水量を調整する第２弁体と、第１弁体及び第２弁体を変位させるべく駆動するアクチュエータとを有している。そして、アクチュエータの制御を通じて第１弁体及び第２弁体を変位させることにより、循環回路を循環する冷却水の温度や循環回路を流れる冷却水量を調整することができる。

特開２００６−２９１１３号公報

上記の流量調整弁では、ラジエータ流量を調整するためのアクチュエータが必須である。

上記課題を解決するための内燃機関の冷却装置において、内燃機関における冷却水の循環回路には、冷却水の吐出量を変更可能なポンプと、ポンプと直列に配置されているラジエータ及び流量調整弁と、内燃機関のシリンダブロック内及びシリンダヘッド内を流れた冷却水を、ラジエータ及び流量調整弁を迂回させて流すバイパス通路とが設けられている。また、冷却装置は、ポンプにおける冷却水の吐出量であるポンプ吐出量を制御する制御部を備えている。流量調整弁は、回転して流量調整弁の開度を可変させる弁体と、開度を小さくする回転方向である閉弁方向に弁体を付勢する弁体用付勢部材と、を有している。弁体は、循環回路のうち、冷却水の流れ方向における弁体よりも上流側と下流側との圧力差が大きくなると開度を大きくする回転方向である開弁方向に回転し、当該圧力差が小さくなると閉弁方向に回転するものである。そして、制御部は、ラジエータを通過する冷却水量の目標である目標ラジエータ流量が多いほどポンプ吐出量を多くする。

ポンプ吐出量が多くなると、循環回路のうち、冷却水の流れ方向における弁体よりも上流側と下流側との圧力差が大きくなるため、弁体用付勢部材の付勢力に抗して開弁方向に弁体が回転し、流量調整弁の開度が大きくなる。一方、ポンプ吐出量が少なくなると、上記圧力差が小さくなるため、弁体用付勢部材の付勢力によって閉弁方向に弁体が回転し、流量調整弁の開度が小さくなる。

上記構成では、目標ラジエータ流量が多いほどポンプ吐出量が多くなるようにしている。目標ラジエータ流量の増大に伴ってポンプ吐出量が増大されると、上記圧力差が大きくなるため、弁体用付勢部材の付勢力に抗して弁体が開弁方向に回転し、流量調整弁の開度が大きくなる。その結果、ラジエータ流量が増大される。一方、目標ラジエータ流量の減少に伴ってポンプ吐出量が減少されると、上記圧力差が小さくなるため、弁体用付勢部材の付勢力によって弁体が閉弁方向に回転し、流量調整弁の開度が小さくなる。その結果、ラジエータ流量が減少される。すなわち、目標ラジエータ流量の変化に応じてポンプ吐出量を変更することにより、目標ラジエータ流量の変化に追随してラジエータ流量を変更することができる。したがって、弁体の回転角を調整するための専用のアクチュエータを流量調整弁に設けなくても、流量調整弁の開度を調整し、ラジエータ流量を調整することができる。

冷却装置の一態様は、ポンプ吐出量の変化に応じて上記開度が変化するときにおける、ラジエータを通過する冷却水量であるラジエータ流量と、内燃機関内を循環する冷却水量である循環冷却水量との関係を表すマップを記憶する記憶部を備え、循環冷却水量の目標である目標循環冷却水量及び目標ラジエータ流量に基づいた制御部によるポンプ吐出量の制御を通じて循環冷却水量及びラジエータ流量を制御する。マップには、ラジエータ流量が多いときには、ラジエータ流量が少ないときよりも循環冷却水量が多くなる関係が表されている。

そして、この冷却装置では、目標ラジエータ流量を入力としてマップに表されている関係から出力される循環冷却水量を基準循環冷却水量とした場合、制御部は、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量と同じであるときには、ポンプ吐出量を目標循環冷却水量に応じた値とする。

ポンプ吐出量が多くなると、ポンプから吐出される冷却水量が多くなるため、循環冷却水量が多くなる。つまり、ポンプ吐出量と循環冷却水量との間には相関がある。そのため、目標循環冷却水量が多いほどポンプ吐出量を大きくすることによって、目標循環冷却水量の変化に循環冷却水量の変化を追随させることができる。

また、ポンプ吐出量の変化に応じて流量調整弁の開度が変化する場合、ポンプ吐出量を制御することにより、開度を調整してラジエータ流量を制御することができる。そのため、上記のマップを用いて目標ラジエータ流量から導出される基準循環冷却水量と目標循環冷却水量とが同じである場合、ポンプ吐出量を、目標循環冷却水量に応じた値とすることにより、ラジエータ流量を目標ラジエータ流量とすることができる。

そのため、上記構成のように、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量と同じであるときにはポンプ吐出量を目標循環冷却水量に応じた値にすることにより、目標ラジエータ流量及び目標循環冷却水量にあわせたラジエータ流量及び循環冷却水量の制御を実現することができる。

一方、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量未満である場合、ポンプ吐出量を目標循環冷却水量に応じた値としても、ラジエータ流量が目標ラジエータ流量を下回ってしまう。そこで、上記構成において、制御部は、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量未満であるときには、ポンプ吐出量を基準循環冷却水量に応じた値とすることが好ましい。この構成によれば、循環冷却水量が目標循環冷却水量よりも多くなるものの、ポンプ吐出量を目標循環冷却水量に応じた値とする場合と比較してラジエータ流量を目標ラジエータ流量に接近させることができる。

冷却装置の一態様において、流量調整弁は、弁体と係合して弁体の回転を規制する規制位置と、弁体に係合せず、弁体の回転を許容する退避位置との間で変位するストッパを有している。この冷却装置において、制御部は、開度を保持するときには、ストッパを退避位置に位置させ、且つ、ポンプ吐出量を制御して弁体をストッパよりも閉弁方向側に位置させた後、ストッパを規制位置に変位させる準備処理を実行する。

上記構成によれば、流量調整弁の開度を保持する際には、準備処理が実行される。準備処理が実行されると、ストッパが退避位置に配置され、弁体がストッパよりも閉弁方向側に配置される。そして、ストッパが規制位置に変位される。準備処理の終了時点では、弁体がストッパよりも閉弁方向側に配置されているとともに、ストッパが規制位置に配置されている。そのため、この状態でポンプ吐出量が増大され、循環回路のうち、弁体よりも上流側と下流側との圧力差が大きくなった場合、弁体が開弁方向に回転しても、当該弁体とストッパとが係合する。これにより、弁体のそれ以上の開弁方向への回転が規制され、ひいては流量調整弁の開度が保持される。このように弁体とストッパとが係合している状況下ではポンプ吐出量が増大されても、弁体の回転角、すなわち流量調整弁の開度を保持することができる。

冷却装置の一態様において、制御部は、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量よりも多いときには、保持期間と開度調整期間とを繰り返す。この場合、保持期間では、弁体をストッパよりも閉弁方向側に配置した上でストッパを規制位置に配置し、この状態でポンプ吐出量を目標循環冷却水量に応じた値とすることによって上記開度を保持する。開度調整期間では、ストッパと弁体との係合を解除して弁体の開弁方向への回転を許容した上で、ポンプ吐出量を目標循環冷却水量に応じた値とする。

保持期間中では、ポンプ吐出量が目標循環冷却水量に応じた値とされ、且つ、流量調整弁の開度が保持される。そのため、循環冷却水量と目標循環冷却水量との乖離は抑制できるものの、ラジエータ流量は目標ラジエータ流量を下回る。一方、開度調整期間中では、弁体の開弁方向への回転を許容した上で、ポンプ吐出量が目標循環冷却水量に応じた値とされる。そのため、弁体の回転角が保持期間中よりも大きくなる、すなわち開度が保持期間中よりも大きくなる。その結果、循環冷却水量と目標循環冷却水量との乖離が抑制できるものの、ラジエータ流量は目標ラジエータ流量を上回る。

そこで、上記構成では、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量よりも多いときには、保持期間と開度調整期間とを繰り返す。その結果、循環冷却水量と目標循環冷却水量との乖離を抑制しつつ、当該繰り返しの期間中におけるラジエータ流量の平均値を目標ラジエータ流量に近づけることが可能となる。

また、冷却装置の一態様において、制御部は、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量よりも多いときには、目標循環冷却水量と基準循環冷却水量との差分が大きいほど、保持期間と開度調整期間とを繰り返す期間中における開度調整期間が占める割合を少なくする。

このように目標循環冷却水量と基準循環冷却水量との差分に基づいて、繰り返し期間中における開度調整期間が占める割合を調整することにより、当該繰り返しの期間中におけるラジエータ流量の平均値と目標ラジエータ流量との乖離を抑制することができる。

また、制御部は、内燃機関の暖機運転が完了していないときには、ストッパを規制位置に配置して当該ストッパを弁体に係合させることによって弁体の開弁方向への回転が規制される状態を保持することが好ましい。この構成によれば、内燃機関の暖機運転が未完了であるときには、流量調整弁の開度が保持される。このように開度を保持することにより、ラジエータ流量の増大を抑制することができる。したがって、冷却水の温度を早期に上昇させることができる。

一方、制御部は、内燃機関の暖機運転が完了しているときには、弁体の開弁方向への回転を許容し、目標ラジエータ流量を基にポンプ吐出量を制御することが好ましい。この構成によれば、内燃機関の暖機運転が完了しているときには、目標ラジエータ流量を基にポンプ吐出量を制御することにより、ラジエータ流量を制御することができる。すなわち、循環回路を流れる冷却水の温度及び冷却水の循環量を適切に調整することができる。

実施形態の内燃機関の冷却装置の概略構成を示す模式図。 同冷却装置の流量調整弁の概略を示す断面図。 同流量調整弁の概略を示す断面図。 同流量調整弁の概略を示す断面図。 同流量調整弁の概略を示す断面図。 ラジエータ流量と循環冷却水量との関係を示すマップ。 準備処理の実行時におけるポンプ駆動量の推移及び解除処理の実行時におけるポンプ駆動量の推移を示すタイミングチャート。 内燃機関の暖機運転が完了し、流量調整弁の開度の保持が解除されているときに実行される処理の流れを説明するフローチャート。 図６に示したマップ上において、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量よりも少ない状態が示されるグラフ。 図６に示したマップ上において、目標循環冷却水量が基準循環冷却水量よりも多い状態が示されるグラフ。 目標循環冷却水量が基準循環冷却水量よりも多い場合の流量調整弁の開度の制御態様を示すタイミングチャート。 変更例における制御態様を説明するグラフ。

以下、内燃機関の冷却装置の一実施形態を図１〜図１１に従って説明する。
図１に示すように、冷却装置２０は、内燃機関１０のシリンダブロック１１内のウォータジャケット１１ａ及びシリンダヘッド１２内のウォータジャケット１２ａを流れる冷却水が循環する循環回路２１を備えている。循環回路２１には、シリンダブロック１１内のウォータジャケット１１ａに向けて冷却水を吐出する電動式のポンプ２６と、ポンプ２６と直列に配置されているラジエータ２７及び流量調整弁２８とが設けられている。流量調整弁２８は、ラジエータ２７を通過する冷却水量であるラジエータ流量ＲＦＲを調整するものであり、ラジエータ２７とポンプ２６との間に配置されている。また、循環回路２１には、ラジエータ２７及び流量調整弁２８を迂回させて冷却水を流すバイパス通路２２が設けられている。

なお、図１では、シリンダブロック１１内のウォータジャケット１１ａ及びシリンダヘッド１２内のウォータジャケット１２ａにおける冷却水の流れを破線矢印で図示している。また、ポンプ２６からシリンダブロック１１に向かう冷却水の流れ、及び、シリンダヘッド１２から流出した冷却水の流れを実線矢印で図示している。

また、循環回路２１において、バイパス通路２２とは並列に配置されているとともに、ラジエータ２７及び流量調整弁２８が配置されている冷却水の通路を、ラジエータ通路２３という。ラジエータ通路２３を通過してポンプ２６に導かれる冷却水は、ラジエータ２７によって冷却されるのに対し、バイパス通路２２を通過してポンプ２６に導かれる冷却水は、ラジエータ２７によって冷却されない。そのため、バイパス通路２２を介してポンプ２６に導かれる冷却水の温度は、ラジエータ通路２３を介してポンプ２６に導かれる冷却水の温度よりも高い。

次に、図２〜図５を参照し、流量調整弁２８について説明する。
流量調整弁２８は、筒状をなすハウジング３０を備えている。ラジエータ２７を通過した冷却水が、白抜きの矢印で示す方向にハウジング３０の内部を流れる。ハウジング３０内には、ハウジング３０に支持されている回転軸３２と、回転軸３２を中心に回転する弁体３３とが配置されている。弁体３３は、回転可能な状態で回転軸３２に支持されている。ハウジング３０内において、ラジエータ通路２３の一部を構成するとともに、弁体３３が配置されている空間のことを、「弁体収容部３１」という。

弁体３３が回転して弁体３３の回転角が変わると、流量調整弁２８の開度Ｖが可変する。ラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側（すなわち、図中左側であって、ラジエータ２７側）と、弁体３３よりも下流側（すなわち、図中右側であって、ポンプ２６側）との圧力差を、「弁体圧力差ΔＰＶ」とする。この場合、弁体圧力差ΔＰＶが大きくなると、流量調整弁２８の開度Ｖを大きくする方向に弁体３３が回転する。このときの弁体３３の回転方向を「開弁方向Ｃ１」という。一方、開弁方向Ｃ１の反対方向であって、且つ開度Ｖを小さくする弁体３３の回転方向を「閉弁方向Ｃ２」という。

ちなみに、本実施形態では、ポンプ２６の駆動量であるポンプ駆動量ＤＰの制御を通じて弁体圧力差ΔＰＶを調整することができる。具体的には、ポンプ駆動量ＤＰが増大すると、ポンプ２６からの冷却水の吐出量が多くなる。すなわち、ポンプ駆動量ＤＰが、ポンプ２６の冷却水の吐出量であるポンプ吐出量に相当する値である。そして、冷却水の吐出量が多くなると、ラジエータ通路２３では、弁体３３よりも上流側の圧力が高くなる。その結果、弁体圧力差ΔＰＶが大きくなる。

流量調整弁２８には、弁体３３の閉弁方向Ｃ２への回転を規制する規制部３４が設けられている。規制部３４は、弁体３３の上流側の面に係合することにより、弁体３３の閉弁方向Ｃ２への回転を規制する。本実施形態では、開度Ｖが最小となるときに弁体３３と規制部３４とが係合する。このように規制部３４によって弁体３３の閉弁方向Ｃ２への回転が規制されているときの開度Ｖを「規定の開度ＶＡ」という。

流量調整弁２８は、図２に実線矢印で示すように弁体３３に対して閉弁方向Ｃ２に付勢する弁体用付勢部材３５を有している。よって、弁体圧力差ΔＰＶが大きくなるときには、弁体用付勢部材３５の付勢力に抗して弁体３３が開弁方向Ｃ１に回転する。一方、弁体圧力差ΔＰＶが小さくなるときには、弁体用付勢部材３５の付勢力によって弁体３３が閉弁方向Ｃ２に回転する。このように弁体圧力差ΔＰＶが減少していき、弁体圧力差ΔＰＶが規定圧力差ΔＰＶＡになると、弁体３３と規制部３４とが係合するようになる。つまり、弁体圧力差ΔＰＶが規定圧力差ΔＰＶＡ以下である場合、流量調整弁２８の開度Ｖが規定の開度ＶＡで保持される。

また、ラジエータ通路２３のうちの冷却水の流れ方向における規制部３４よりも下流側（すなわち、ポンプ２６側）には、ストッパ３６が配置されている。ストッパ３６は、弁体３３と係合して弁体３３の回転を規制する規制位置と、弁体３３に係合せず、弁体３３の回転を許容する退避位置との間で進退移動する。規制位置とは、図２及び図３におけるストッパ３６の位置のことである。退避位置とは、図４におけるストッパ３６の位置のことである。図２に示すように規制位置に位置するストッパ３６が弁体３３の先端部３３１の下流側の面に係合すると、弁体３３の開弁方向Ｃ１へのさらなる回転がストッパ３６によって規制され、流量調整弁２８の開度Ｖが保持される。ただし、図３に示すようにストッパ３６が規制位置に配置されている場合であっても、ストッパ３６、すなわち規制位置よりも弁体３３の先端部３３１が開弁方向Ｃ１側に位置するときには、弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転がストッパ３６によって規制されない。一方、ストッパ３６が退避位置に配置されているときには、図４に示すようにストッパ３６が弁体３３に係合しない。つまり、ストッパ３６によって弁体３３の回転が規制されることはない。

流量調整弁２８は、ストッパ３６を収容可能なストッパ収容室３９を有している。ストッパ収容室３９と弁体収容部３１とは、ハウジング３０の側壁３０１によって仕切られている。すなわち、ハウジング３０の側壁３０１が、「仕切壁」として機能する。図２に二点鎖線で示すハウジング３０の中心軸３０ａを挟んで回転軸３２の反対側に、ストッパ収容室３９が位置している。また、ハウジング３０の側壁３０１には、ストッパ収容室３９と弁体収容部３１とを連通する挿通部４０が形成されている。この挿通部４０内をストッパ３６が挿通する。

図２に示すようにストッパ３６の進退移動する方向をストッパ移動方向Ｚとした場合、ストッパ３６は、ストッパ収容室３９内に位置するとともに、ストッパ収容室３９を２つの領域３９１，３９２に区画するベース部３７と、ベース部３７から突出する突出部３８とを有している。２つの領域３９１，３９２のうち、挿通部４０に接続される領域を第１領域３９１といい、第１領域３９１とは異なる領域を第２領域３９２という。第１領域３９１及び第２領域３９２は、ストッパ移動方向Ｚに並んでいる。そして、第１領域３９１は、ストッパ移動方向Ｚにおいて第２領域３９２と弁体収容部３１との間に配置されている。

突出部３８は、ベース部３７から第１領域３９１側に突出している。突出部３８は、ストッパ３６が退避位置と規制位置との間で変位するときに挿通部４０を挿通する。そして、ストッパ３６が規制位置に配置されているときには、図２及び図３に示すように突出部３８が弁体収容部３１内に配置されるため、突出部３８が弁体３３の先端部３３１に係合可能である。一方、ストッパ３６を規制位置から退避位置に変位させると、図４に示すようにストッパ３６の突出部３８が挿通部４０を介して弁体収容部３１外に退出する。

流量調整弁２８は、ストッパ３６を退避位置に向けて付勢するストッパ用付勢部材４１を有している。すなわち、ストッパ用付勢部材４１は、第１領域３９１の容積を拡大させる方向であって且つ第２領域３９２の容積を縮小させる方向にストッパ３６を付勢する。ストッパ用付勢部材４１の付勢力は、弁体用付勢部材３５の付勢力よりも小さい。ストッパ用付勢部材４１は、ストッパ収容室３９の第１領域３９１内に配置されている。

流量調整弁２８は、ストッパ収容室３９の第２領域３９２とラジエータ通路２３における弁体３３よりもラジエータ２７側とを連通する連通路４２を有している。なお、図４及び図５に示すようにストッパ３６が退避位置に位置する場合であっても、連通路４２が第２領域３９２内と連通する。

ラジエータ通路２３における弁体３３よりもラジエータ２７側の圧力が高くなると、連通路４２及び第２領域３９２の圧力が高くなる。すると、第２領域３９２と第１領域３９１との圧力差が大きくなるため、ストッパ用付勢部材４１の付勢力に抗し、第２領域３９２の容積を拡大させる方向にストッパ３６を変位させることができる。具体的には、連通路４２内の圧力及び第２領域３９２内の圧力が第１圧力Ｐａ１以下である場合、ストッパ用付勢部材４１の付勢力によって、ストッパ３６が退避位置に位置する状態が保持される。連通路４２内の圧力及び第２領域３９２内の圧力が第１圧力Ｐａ１以下の状態から第１圧力Ｐａ１よりも高い状態に移行すると、ストッパ用付勢部材４１の付勢力に抗し、ストッパ３６が規制位置に向けて変位するようになる。そして、連通路４２内の圧力及び第２領域３９２内の圧力が第１圧力Ｐａ１よりも高い第２圧力Ｐａ２以上になると、ストッパ３６が規制位置に達し、ストッパ３６が規制位置に位置する状態が保持されるようになる。

次に、図１及び図６を参照し、冷却装置２０の制御構成について説明する。
図１に示すように、冷却装置２０の制御装置６０には、水温センサ１０１などの各種のセンサから検出信号が入力される。水温センサ１０１は、シリンダヘッド１２内から流出した冷却水の温度である出口水温Ｔｗｔを検出し、検出した出口水温Ｔｗｔに応じた信号を検出信号として制御装置６０に出力する。そして、制御装置６０は、各種のセンサ１０１の検出信号を基に、ポンプ２６の駆動を制御する。

制御装置６０は、機能部として、制御部６１と、記憶部６２とを有している。制御部６１は、ポンプ２６の駆動量であるポンプ駆動量ＤＰを制御することにより、出口水温Ｔｗｔを制御する。上述したようにポンプ駆動量ＤＰは、ポンプ吐出量と相関している。そのため、制御部６１は、ポンプ吐出量を制御しているともいえる。

記憶部６２は、循環冷却水量ＣＲとラジエータ流量ＲＦＲとの関係を表す２種類のマップＭＰ１，ＭＰ２を記憶している。２種類のマップＭＰ１，ＭＰ２のうちの第１マップＭＰ１は、ポンプ駆動量ＤＰの変化に応じて流量調整弁２８の開度Ｖが変化するときにおける循環冷却水量ＣＲとラジエータ流量ＲＦＲとの関係を表すマップである。また、２種類のマップＭＰ１，ＭＰ２のうちの第１マップＭＰ１とは異なる第２マップＭＰ２は、ストッパ３６によって弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転が規制されるとき、すなわち開度Ｖが保持されているときにおける循環冷却水量ＣＲとラジエータ流量ＲＦＲとの関係を表すマップである。

図６を参照し、記憶部６２に記憶されているマップＭＰ１，ＭＰ２について説明する。図６では、第１マップＭＰ１が実線で表されており、第２マップＭＰ２が破線で表されている。

図６に破線で示すように、第２マップＭＰ２は、循環冷却水量ＣＲによらず、ラジエータ流量ＲＦＲが規定流量（例えば、「０」）で保持される。
図６に実線で示すように、第１マップＭＰ１では、循環冷却水量ＣＲが切替冷却水量ＣＲＡ未満であるときには、ラジエータ流量ＲＦＲが規定流量で保持される。これは、循環冷却水量ＣＲが切替冷却水量ＣＲＡ未満であるときには、弁体用付勢部材３５の付勢力により、流量調整弁２８の開度Ｖが規定の開度ＶＡで保持されるためである。一方、循環冷却水量ＣＲが切替冷却水量ＣＲＡ以上であるときには、循環冷却水量ＣＲが多いほどラジエータ流量ＲＦＲが多くなる。これは、循環冷却水量ＣＲが切替冷却水量ＣＲＡ以上である場合、循環冷却水量ＣＲが多いほど弁体用付勢部材３５の付勢力に抗して弁体３３が開弁方向Ｃ１に回転し、開度Ｖが大きくなるためである。したがって、第１マップＭＰ１には、ラジエータ流量ＲＦＲが多いときには、ラジエータ流量ＲＦＲが少ないときよりも循環冷却水量ＣＲを多くする関係が表されている。

ポンプ駆動量ＤＰが多いほど循環冷却水量ＣＲが多くなる。そして、循環冷却水量ＣＲが多いほど、ラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側の圧力が高くなる、すなわち弁体圧力差ΔＰＶが大きくなる。つまり、弁体圧力差ΔＰＶと循環冷却水量ＣＲとの間には相関がある。そのため、切替冷却水量ＣＲＡは、弁体圧力差ΔＰＶが規定圧力差ΔＰＶＡになるときの循環冷却水量ＣＲと等しい。

なお、付勢力の大きい付勢部材が弁体用付勢部材３５として採用されている場合、付勢力の小さい付勢部材が弁体用付勢部材３５として採用されている場合よりも規定圧力差ΔＰＶＡは小さい値になる。すなわち、切替冷却水量ＣＲＡは、弁体用付勢部材３５の付勢力と相関する値であるということができる。

ところで、出口水温Ｔｗｔは、循環冷却水量ＣＲが多いほど高くなりにくい。また、ポンプ２６から吐出される冷却水のうち、ラジエータ２７によって冷却された冷却水の割合が高いほど、出口水温Ｔｗｔが高くなりにくい。そのため、出口水温Ｔｗｔを制御するときには、出口水温Ｔｗｔが許容温度範囲内の値となるように、ラジエータ流量ＲＦＲの目標である目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ、及び、循環冷却水量ＣＲの目標である目標循環冷却水量ＣＲＴｒが導出される。そして、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ及び目標循環冷却水量ＣＲＴｒを基に、制御部６１によってポンプ駆動量ＤＰが制御される。

次に、図７を参照し、内燃機関１０の暖機運転が未だ完了していないときにおける制御部６１の処理について説明する。なお、図７に示す通常駆動領域ＤＰＲとは、弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転がストッパ３６によって規制されておらず、且つ、ポンプ駆動量ＤＰの調整によって開度Ｖを調整できる場合に設定されうるポンプ駆動量ＤＰの領域のことである。

出口水温Ｔｗｔが判定水温ＴｗｔＴｈ未満であるなどして暖機運転が完了しているとの判定がなされていない場合、制御部６１によって、流量調整弁２８の開度Ｖが保持される。すなわち、暖機運転が完了しているとの判定がなされておらず、且つ開度Ｖが保持されていない場合、制御部６１によって準備処理が実行される。

タイミングｔ１１で準備処理が開始されると、制御部６１によってポンプ駆動量ＤＰが第１駆動量ＤＰ１に変更される。第１駆動量ＤＰ１は、通常駆動領域ＤＰＲの下限ＤＰＲｌｌよりも小さい値である。ポンプ駆動量ＤＰが多くなると、ポンプ２６の冷却水の吐出量が多くなる。そして、ポンプ２６の冷却水の吐出量が多いほど、循環冷却水量ＣＲが多くなる。つまり、ポンプ駆動量ＤＰと循環冷却水量ＣＲとの間には相関がある。そして、本実施形態では、第１駆動量ＤＰ１は、循環冷却水量ＣＲを切替冷却水量ＣＲＡ未満の値とすることのできるポンプ駆動量ＤＰに設定されている。

そのため、ポンプ駆動量ＤＰが第１駆動量ＤＰ１に変更されると、循環冷却水量ＣＲが減少していくため、ラジエータ通路２３では、弁体３３よりもラジエータ２７側の圧力が減少していく、すなわち弁体圧力差ΔＰＶが減少していく。こうして弁体圧力差ΔＰＶが小さくなると、弁体用付勢部材３５の付勢力によって弁体３３が閉弁方向Ｃ２に回転する。そして、循環冷却水量ＣＲが切替冷却水量ＣＲＡ未満となって弁体圧力差ΔＰＶが規定圧力差ΔＰＶＡ以下になると、弁体３３がストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に位置するようになる。そして、弁体３３の先端部３３１の上流側の面に規制部３４が係合するようになる。

また、ポンプ駆動量ＤＰを第１駆動量ＤＰ１に変更することによって、ラジエータ通路２３における弁体３３よりもラジエータ２７側の圧力が減少しているときには、連通路４２内の圧力、及び、ストッパ収容室３９の第２領域３９２内の圧力もまた減少する。すると、ストッパ用付勢部材４１の付勢力によって、ストッパ３６が規制位置から退避位置に向けて変位する。そして、ラジエータ通路２３における弁体３３よりもラジエータ２７側の圧力の減少によって、連通路４２内の圧力及び第２領域３９２の圧力が第１圧力Ｐａ１以下になると、ストッパ３６が退避位置に位置するようになる。そして、連通路４２内の圧力及び第２領域３９２の圧力が第１圧力Ｐａ１以下である状態が継続されると、ストッパ３６が退避位置で保持される。

ここで、ポンプ駆動量ＤＰの減少幅が大きく、ラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側の圧力の減少速度が大きいほど、弁体３３の閉弁方向Ｃ２への回転速度が大きくなる。言い換えると、ポンプ駆動量ＤＰの減少幅が小さく、ラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側の圧力の減少速度が小さいほど、弁体３３の閉弁方向Ｃ２への回転速度が大きくなりにくい。

本実施形態では、ポンプ駆動量ＤＰを、通常駆動領域ＤＰＲ内の値から第１駆動量ＤＰ１に変更した場合、ラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側の圧力は比較的緩やかに減少する。そのため、弁体３３の閉弁方向Ｃ２への回転速度が大きくなりにくい。その結果、弁体圧力差ΔＰＶの減少に起因して弁体３３が閉弁方向Ｃ２に回転する場合、ストッパ３６が退避位置まで変位した後に、弁体３３をストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に配置することができる。

そして、タイミングｔ１２では、制御部６１によって、ストッパ３６が退避位置に位置するとともに、弁体３３が規制部３４と係合していると判断される。そのため、制御部６１によって、ポンプ駆動量ＤＰが、第１駆動量ＤＰ１から第２駆動量ＤＰ２に変更される。第２駆動量ＤＰ２は、第１駆動量ＤＰ１よりも大きい。

なお、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの時間の長さは、ポンプ駆動量ＤＰを第１駆動量ＤＰ１に変更することによって弁体３３と規制部３４とを係合させるのに要する時間、又は、当該時間よりも僅かに長い時間に設定されている。準備処理の開始前におけるポンプ駆動量ＤＰが多いほど、準備処理の開始前における弁体３３の回転角が大きいため、弁体３３と規制部３４とを係合させるのに要する時間が長くなると推測できる。そのため、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの時間の長さ、すなわちポンプ駆動量ＤＰを第１駆動量ＤＰ１以下の値で保持する時間の長さを、準備処理の開始前におけるポンプ駆動量ＤＰに応じて可変させるようにしてもよい。

図７に示すように、第２駆動量ＤＰ２は、第１駆動量ＤＰ１よりも大きい。第２駆動量ＤＰ２は、以下の２つの条件を充足できるような値に設定されている。なお、本実施形態では、第２駆動量ＤＰ２は、通常駆動領域ＤＰＲの下限ＤＰＲｌｌよりも小さい値に設定されている。しかし、以下の２つの条件を充足しているのであれば、第２駆動量ＤＰ２は下限ＤＰＲｌｌ以上の値であってもよい。
（条件１）ポンプ駆動量ＤＰを第２駆動量ＤＰ２とした場合に連通路４２内の圧力及び第２領域３９２内の圧力を第１圧力Ｐａ１よりも高い第２圧力Ｐａ２とし、ストッパ３６を規制位置に配置できるようにすること。
（条件２）ポンプ駆動量ＤＰを第２駆動量ＤＰ２とした場合に循環冷却水量ＣＲが切替冷却水量ＣＲＡ以上にならないようにし、弁体３３がストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に位置する状態を保持できるようにすること。

そのため、タイミングｔ１２でポンプ駆動量ＤＰが第１駆動量ＤＰ１から第２駆動量ＤＰ２に変更されると、弁体３３がストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に位置する状態のまま、ストッパ３６が退避位置から規制位置に変位する。

そして、タイミングｔ１３では、制御部６１によって、弁体３３の先端部３３１がストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に位置し、且つ、ストッパ３６が規制位置に位置していると判断される。タイミングｔ１２からタイミングｔ１３までの時間の長さは、ポンプ駆動量ＤＰを第２駆動量ＤＰ２にすることによってストッパ３６を退避位置から規制位置まで変位させるのに要する時間、又は、当該時間よりも僅かに長い時間に設定されている。そのため、ポンプ駆動量ＤＰを第２駆動量ＤＰ２に変更した以降でタイミングｔ１３になったことを条件に、制御部６１は、上記のように判断できる。そして、タイミングｔ１３で制御部６１による準備処理の実行が終了される。

タイミングｔ１３以降では、通常駆動領域ＤＰＲの範囲でポンプ駆動量ＤＰが調整される。このようにポンプ駆動量ＤＰが第２駆動量ＤＰ２から増大されると、弁体３３が開弁方向Ｃ１に回転しようとするものの、弁体３３の先端部３３１の下流側の面がストッパ３６と係合する。その結果、弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転が規制され、流量調整弁２８の開度Ｖが保持される。

次に、図７を参照し、内燃機関１０の暖機運転が完了した場合の制御部６１の処理について説明する。
出口水温Ｔｗｔが判定水温ＴｗｔＴｈ以上になったなどして暖機運転が完了しているとの判定がなされた場合、制御部６１によって、流量調整弁２８の開度Ｖが規定の開度ＶＡで保持されている状態が解除される。すなわち、制御部６１によって解除処理が実行される。

タイミングｔ２１で解除処理が開始されると、制御部６１によって、ポンプ駆動量ＤＰが第１駆動量ＤＰ１に変更される。すると、連通路４２内の圧力、及び、ストッパ収容室３９の第２領域３９２内の圧力が減少して第１圧力Ｐａ１以下になる。その結果、ストッパ３６が規制位置から退避位置に変位する。つまり、タイミングｔ２２、又は、タイミングｔ２２よりも少し前に、ストッパ３６によって弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転を規制できる状態が解除される。

タイミングｔ２２では、制御部６１によって、ポンプ駆動量ＤＰが第１駆動量ＤＰ１から第３駆動量ＤＰ３に変更される。第３駆動量ＤＰ３は、通常駆動領域ＤＰＲの上限ＤＰＲｕｌよりも大きい。すなわち、第３駆動量ＤＰ３は、第２駆動量ＤＰ２よりも大きい。そのため、第３駆動量ＤＰ３と第１駆動量ＤＰ１との差分は、第２駆動量ＤＰ２と第１駆動量ＤＰ１との差分よりも大きい。準備処理の実行時のようにポンプ駆動量ＤＰを第１駆動量ＤＰ１から第２駆動量ＤＰ２に変更するときにおけるラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側の圧力の増大速度を規制時増大速度とする。上記のようにポンプ駆動量ＤＰを第１駆動量ＤＰ１から第３駆動量ＤＰ３に変更した場合、ラジエータ通路２３における弁体３３よりも上流側の圧力の増大速度を、規制時増大速度よりも大きくすることができる。このため、この場合の弁体圧力差ΔＰＶの増大速度は、ポンプ駆動量ＤＰを第１駆動量ＤＰ１から第２駆動量ＤＰ２に変更する場合よりも大きくなる。このように弁体圧力差ΔＰＶの増大速度が大きいと、弁体３３を開弁方向Ｃ１に回転させる際の回転速度が大きくなる。その結果、タイミングｔ２３、又は、タイミングｔ２３よりも少し前に、ストッパ３６が規制位置に変位する前に、弁体３３をストッパ３６よりも開弁方向Ｃ１側に配置することができる。

そして、タイミングｔ２３では、制御部６１によって、弁体３３がストッパ３６よりも開弁方向Ｃ１側に位置するとともに、ストッパ３６が規制位置に位置していると判断される。タイミングｔ２２からタイミングｔ２３までの時間の長さは、ポンプ駆動量ＤＰを第３駆動量ＤＰ３にすることによってストッパ３６よりも弁体３３を開弁方向Ｃ１側まで回転させるのに要する時間、又は、当該時間よりも僅かに長い時間に設定されている。そのため、ポンプ駆動量ＤＰを第３駆動量ＤＰ３に変更した以降でタイミングｔ２３になったことを条件に、制御部６１は、上記のように判断できる。そして、タイミングｔ２３で制御部６１によって解除処理が終了される。その後にあっては、通常駆動領域ＤＰＲの範囲でポンプ駆動量ＤＰが調整される。

このようにポンプ駆動量ＤＰの制御を通じてラジエータ流量ＲＦＲを調整できる状態になると、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ及び目標循環冷却水量ＣＲＴｒを基に、制御部６１によってポンプ駆動量ＤＰが制御される。この際、制御部６１では、図６に示したマップＭＰ１，ＭＰ２を用い、ポンプ駆動量ＤＰが決定される。なお、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ及び目標循環冷却水量ＣＲＴｒは、例えば、出口水温Ｔｗｔを基にそれぞれ導出される。

次に、図８を参照し、内燃機関１０の暖機運転が完了しており、且つ、流量調整弁２８の開度Ｖの保持が解除されているときに制御部６１によって繰り返し実行される処理の流れについて説明する。

まずはじめにステップＳ１１では、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ及び目標循環冷却水量ＣＲＴｒが取得される。続いて、ステップＳ１２において、図６に示した第１マップＭＰ１を用い、基準循環冷却水量ＣＲＢが導出される。すなわち、制御部６１は、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒに応じた循環冷却水量ＣＲを第１マップＭＰ１から読み出し、読み出した循環冷却水量ＣＲを基準循環冷却水量ＣＲＢとする。

そして、次のステップＳ１３において、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢと同じであるか否かの判定が行われる。ポンプ駆動量ＤＰと循環冷却水量ＣＲとの間には比例の関係がある。そのため、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とすることにより、循環冷却水量ＣＲを目標循環冷却水量ＣＲＴｒ近傍の値とすることができる。また、ポンプ駆動量ＤＰを基準循環冷却水量ＣＲＢに応じた値とすることにより、ラジエータ流量ＲＦＲを、第１マップＭＰ１から導出できる基準循環冷却水量ＣＲＢに応じたラジエータ流量近傍の値とすることができる。そのため、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢと同じである場合、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とすることにより、ラジエータ流量ＲＦＲを目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ近傍の値とすることができる。一方、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢと同じではない場合、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とすると、ラジエータ流量ＲＦＲが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒから乖離してしまう。

目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢと同じであるとの判定がなされている場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ１４に移行される。ステップＳ１４において、第１制御が実施される。第１制御では、ポンプ駆動量ＤＰが目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とされる。そして、第１制御の終了条件が成立したために第１制御の実施が終了されると、一連の処理が終了される。なお、第１制御の終了条件としては、例えば、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒが変更されること、及び、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが変更されることなどを挙げることができる。

その一方で、ステップＳ１３において、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢと同じであるとの判定がなされていない場合（ＮＯ）、処理が次のステップＳ１５に移行される。ステップＳ１５において、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満であるか否かの判定が行われる。図９に示すように目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満である場合、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とすると、ラジエータ流量ＲＦＲが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒを下回ってしまう。一方、図１０に示すように目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢよりも多い場合、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とすると、ラジエータ流量ＲＦＲが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒを上回ってしまう。

図８に戻り、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満であるとの判定がなされている場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、処理が次のステップＳ１６に移行される。ステップＳ１６において、第２制御が実施される。第２制御では、ポンプ駆動量ＤＰが基準循環冷却水量ＣＲＢに応じた値とされる。そして、第２制御の終了条件が成立したために第２制御の実施が終了されると、一連の処理が終了される。なお、第２制御の終了条件は、例えば、第１制御の終了条件と同じである。

一方、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満であるとの判定がなされていない場合（Ｓ１５：ＮＯ）、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢよりも多いため、処理が次のステップＳ１７に移行される。ステップＳ１７において、第３制御が実施される。第３制御では、図１１に示すように保持期間ＴＭ２と開度調整期間ＴＭ１とが繰り返される。

保持期間ＴＭ２では、弁体３３をストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に配置した上でストッパ３６を規制位置に配置し、この状態でポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とすることによって流量調整弁２８の開度Ｖが保持される。具体的には、制御部６１は、保持期間ＴＭ２が開始されると、準備処理を実行することによって、弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転をストッパ３６によって規制する。そして、制御部６１は、準備処理を終了すると、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とする。この場合、弁体３３が開弁方向Ｃ１に回転しても、弁体３３がストッパ３６に係合すると、弁体３３の開弁方向Ｃ１への更なる回転が規制される。これにより、開度Ｖが保持される。

なお、保持期間ＴＭ２の長さは、準備処理の実行によって弁体３３をストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に配置した上でストッパ３６を規制位置まで変位させるのに要する時間よりも長い。ちなみに、保持期間ＴＭ２中におけるラジエータ流量ＲＦＲは、図１０に示すように、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒよりも少ない第１ラジエータ流量ＲＦＲａ（≒０（零））となる。

開度調整期間ＴＭ１では、ストッパ３６と弁体３３との係合を解除して弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転を許容した上で、ポンプ駆動量ＤＰが目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とされる。具体的には、制御部６１は、開度調整期間ＴＭ１が開始されると、解除処理を実行することによって流量調整弁２８の開度Ｖが保持されている状態を解除する。そして、制御部６１は、解除処理を終了すると、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とする。これにより、開度Ｖが調整されるようになる。

開度調整期間ＴＭ１の長さは、解除処理の実行によってストッパ３６を退避位置まで変位させた上で弁体３３をストッパ３６よりも開弁方向Ｃ１まで回転させるのに要する時間よりも長い。ちなみに、開度調整期間ＴＭ１中におけるラジエータ流量ＲＦＲは、図１０に示すように、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒよりも多い第２ラジエータ流量ＲＦＲｂとなる。

ここで、開度調整期間ＴＭ１の長さ及び保持期間ＴＭ２の長さは、以下に示す関係式（式１）及び（式２）を満たすようにそれぞれ設定される。すなわち、開度調整期間ＴＭ１と保持期間ＴＭ２との繰り返し期間中におけるラジエータ流量ＲＦＲの平均値ＲＦＲＡｖが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒと同じとなるように、開度調整期間ＴＭ１の長さ及び保持期間ＴＭ２の長さがそれぞれ算出される。具体的には、目標循環冷却水量ＣＲＴｒと基準循環冷却水量ＣＲＢとの差分が大きいほど、保持期間ＴＭ２と開度調整期間ＴＭ１とを繰り返す期間中における開度調整期間ＴＭ１が占める割合が少なくなるように、開度調整期間ＴＭ１の長さ及び保持期間ＴＭ２の長さがそれぞれ算出される。

例えば第１ラジエータ流量ＲＦＲａを「０」と見なした場合、第２ラジエータ流量ＲＦＲｂが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒの２倍の値と等しいときには、開度調整期間ＴＭ１の長さと保持期間ＴＭ２の長さとが互いに同じとなる。第２ラジエータ流量ＲＦＲｂが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒの２倍の値よりも多いときには、開度調整期間ＴＭ１の長さが保持期間ＴＭ２の長さよりも長くなる。第２ラジエータ流量ＲＦＲｂが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒの２倍の値よりも少ないときには、開度調整期間ＴＭ１の長さが保持期間ＴＭ２の長さよりも短くなる。

そして、第３制御の終了条件が成立したために第３制御の実施が終了されると、一連の処理が終了される。なお、第３制御の終了条件は、例えば、第１制御の終了条件と同じである。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）内燃機関１０の暖機運転が未完了であるときには、準備処理が実行される。すると、準備処理の終了時点では、弁体３３がストッパ３６よりも閉弁方向Ｃ２側に位置し、且つ、ストッパ３６が規制位置に位置する状態になる。この状態でポンプ駆動量ＤＰが増大されると、弁体３３が開弁方向Ｃ１に回転してストッパ３６に係合するようになる。その結果、流量調整弁２８の開度Ｖが保持される。このように開度Ｖが保持されている状態では、ポンプ駆動量ＤＰが変更されてもラジエータ流量ＲＦＲの変動が抑制される。そのため、ポンプ駆動量ＤＰを制御することにより、ラジエータ流量ＲＦＲの変動を抑制しつつ、循環冷却水量ＣＲを調整することができる。したがって、循環回路２１を流れる冷却水の温度を早期に上昇させることができる。

（２）内燃機関１０の暖機運転が完了すると、解除処理が実行されるため、流量調整弁２８の開度Ｖが保持されている状態が解除される。これにより、ポンプ駆動量ＤＰの制御を通じ、開度Ｖを調整することができる。すなわち、ポンプ駆動量ＤＰの制御を通じ、ラジエータ流量ＲＦＲを調整することができる。つまり、本実施形態では、弁体３３の回転角を調整するための専用のアクチュエータを流量調整弁２８に設けなくても、開度Ｖを調整し、ラジエータ流量ＲＦＲを調整することができる。

（３）目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢと同じであるときには、第１制御の実施によって、ポンプ駆動量ＤＰが目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とされる。これにより、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ及び目標循環冷却水量ＣＲＴｒにあわせたラジエータ流量ＲＦＲ及び循環冷却水量ＣＲの制御を実現することができる。したがって、機関運転中では、出口水温Ｔｗｔを精度良く制御することができる。

（４）目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満である場合、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値としても、ラジエータ流量ＲＦＲが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒを下回ってしまう。そこで、本実施形態では、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満であるときには、第２制御の実施によって、ポンプ駆動量ＤＰが、目標循環冷却水量ＣＲＴｒよりも多い基準循環冷却水量ＣＲＢに応じた値とされる。これにより、循環冷却水量ＣＲが目標循環冷却水量ＣＲＴｒよりも多くなるものの、ポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とする場合と比較してラジエータ流量ＲＦＲを目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒに接近させることができる。

ここで、出口水温Ｔｗｔは、ラジエータ流量ＲＦＲ及び循環冷却水量ＣＲを制御することによって調整される。そのため、ラジエータ流量ＲＦＲを目標循環冷却水量ＣＲＴｒ近傍の値としても、循環冷却水量ＣＲが目標循環冷却水量ＣＲＴｒを下回っている場合、出口水温Ｔｗｔを適切に制御することができず、出口水温Ｔｗｔが高くなりすぎるおそれがある。内燃機関１０を保護する観点では、出口水温Ｔｗｔが高くなりすぎることは好ましくない。

この点、本実施形態では、目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢ未満である場合、循環冷却水量ＣＲが目標循環冷却水量ＣＲＴｒよりも多くなるとともに、ラジエータ流量ＲＦＲが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒ近傍の値となる。そのため、機関運転中に出口水温Ｔｗｔが高くなりすぎることを抑制でき、ひいては内燃機関１０が過熱状態になることを抑制できる。

（５）目標循環冷却水量ＣＲＴｒが基準循環冷却水量ＣＲＢよりも多いときには、第３制御が実施される。すなわち、図１１に示すように、保持期間ＴＭ２中では、流量調整弁２８の開度Ｖが保持されるため、ラジエータ流量ＲＦＲが目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒよりも少なくなる。より具体的には、ラジエータ流量ＲＦＲがほぼ「０」となる。また、保持期間ＴＭ２中において準備処理の終了後では、ポンプ駆動量ＤＰが目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とされる。そのため、開度Ｖは保持されているものの、循環冷却水量ＣＲを目標循環冷却水量ＣＲＴｒ近傍の値とすることができる。

一方、開度調整期間ＴＭ１中では、流量調整弁２８の開度Ｖの保持が解除されているため、ラジエータ流量ＲＦＲをポンプ駆動量ＤＰに応じた値とすることができる。ポンプ駆動量ＤＰは目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値であるため、ラジエータ流量ＲＦＲが、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒよりも多くなる。具体的には、ラジエータ流量ＲＦＲが、図１０に示す第２ラジエータ流量ＲＦＲｂとなる。また、開度調整期間ＴＭ１中において解除処理の終了後では、ポンプ駆動量ＤＰが目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とされるため、循環冷却水量ＣＲを目標循環冷却水量ＣＲＴｒ近傍の値とすることができる。

第３制御の実施中では、こうした保持期間ＴＭ２と開度調整期間ＴＭ１とが交互に繰り返される。具体的には、目標循環冷却水量ＣＲＴｒと基準循環冷却水量ＣＲＢとの差分に基づいて、繰り返し期間中における開度調整期間ＴＭ１が占める割合が変わるように、開度調整期間ＴＭ１の長さ及び保持期間ＴＭ２の長さがそれぞれ算出される。第３制御の実施中では、この算出結果に基づいて保持期間ＴＭ２と開度調整期間ＴＭ１とが交互に繰り返される。そのため、第３制御の実施期間中におけるラジエータ流量ＲＦＲの平均値、すなわち保持期間ＴＭ２と開度調整期間ＴＭ１との繰り返し期間中における平均値ＲＦＲＡｖを、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒに近づけることができる。

さらに、第３制御の実施中にあっては、解除処理及び準備処理の実行中以外ではポンプ駆動量ＤＰが目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とされる。そのため、第３制御の実施期間中では、循環冷却水量ＣＲと目標循環冷却水量ＣＲＴｒとの乖離を抑制することができる。

したがって、循環冷却水量ＣＲと目標循環冷却水量ＣＲＴｒとの乖離を抑制しつつ、ラジエータ流量ＲＦＲと目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒとの乖離を抑制することができる。これにより、機関運転中では、出口水温Ｔｗｔを精度良く制御することができる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・内燃機関１０の暖機運転が未だ完了していない場合であっても、ストッパ３６によって弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転を規制しなくてもよい。ストッパ３６によって弁体３３の開弁方向Ｃ１への回転を規制しない場合であっても、循環冷却水量ＣＲを切替冷却水量ＣＲＡ未満とするのであれば、循環回路２１を流れる冷却水の温度を上昇させやすい。

・解除処理によってストッパ３６が規制位置まで変位する前に弁体３３を規制位置よりも開弁方向Ｃ１側まで回転させることができるのであれば、第３駆動量ＤＰ３を通常駆動領域ＤＰＲの上限ＤＰＲｕｌよりも小さい値としてもよい。

・第１駆動量ＤＰ１は、規制部３４に係合するまで弁体３３を閉弁方向Ｃ２に回転させ、且つ、ストッパ３６を退避位置まで変位させることができるのであれば、通常駆動領域ＤＰＲの下限ＤＰＲｌｌ以上の値であってもよい。このように第１駆動量ＤＰ１が下限ＤＰＲｌｌ以上の値である場合、第２駆動量ＤＰ２は下限ＤＰＲｌｌよりも大きい値に設定されることとなる。

・第３制御では、保持期間ＴＭ２と開度調整期間ＴＭ１とを繰り返すことによって平均値ＲＦＲＡｖを目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒに近づけることができるのであれば、保持期間ＴＭ２中におけるポンプ駆動量ＤＰ、及び、開度調整期間ＴＭ１中におけるポンプ駆動量ＤＰを目標循環冷却水量ＣＲＴｒに応じた値とは異なる値としてもよい。例えば図１２に示すように、開度調整期間ＴＭ１中におけるポンプ駆動量ＤＰを、目標循環冷却水量ＣＲＴｒよりも多い第１循環冷却水量ＣＲ１としてもよい。この場合、開度調整期間ＴＭ１中におけるラジエータ流量ＲＦＲが、目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒよりも多い第１ラジエータ流量ＲＦＲ１となる。

続いて、この場合における保持期間ＴＭ２中のポンプ駆動量ＤＰの決め方の一例について説明する。ここでは、図１２のグラフに示すように、第１マップＭＰ１上における点（ＣＲ１，ＲＦＲ１）と、目標循環冷却水量ＣＲＴｒと目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒとを表す点（ＣＲＴｒ，ＲＦＲＴｒ）と、を通過する直線Ｌ１が第２マップＭＰ２と交わる交点（第２循環冷却水量ＣＲ２，第２ラジエータ流量ＲＦＲ２）に対応するポンプ駆動量を保持期間ＴＭ２中のポンプ駆動量ＤＰにする。第２循環冷却水量ＣＲ２が目標循環冷却水量ＣＲＴｒよりも少ないため、第２ラジエータ流量ＲＦＲ２は目標ラジエータ流量ＲＦＲＴｒよりも少なくなる。

この場合、開度調整期間ＴＭ１の長さ及び保持期間ＴＭ２の長さは、保持期間ＴＭ２中における循環冷却水量ＣＲ及びラジエータ流量ＲＦＲ、すなわち第２循環冷却水量ＣＲ２及び第２ラジエータ流量ＲＦＲ２と、開度調整期間ＴＭ１中における循環冷却水量ＣＲ及びラジエータ流量ＲＦＲ、すなわち第１循環冷却水量ＣＲ１及び第１ラジエータ流量ＲＦＲ１との関係を基に、それぞれ設定される。

・上記実施形態の流量調整弁２８では、連通路４２内の圧力を調整することによってストッパ３６を規制位置と退避位置との間で変位させるようにしている。しかし、流量調整弁は、規制位置と退避位置との間で変位するストッパを有しているのであれば、上記実施形態の流量調整弁２８とは異なる構成の弁であってもよい。例えば、流量調整弁としては、ストッパに駆動力を出力するアクチュエータを有し、アクチュエータの駆動を通じてストッパを規制位置と退避位置との間で変位させる弁であってもよい。この場合、当該アクチュエータを制御部６１に制御させることが好ましい。これにより、弁体３３の回転と、ストッパの変位とを連動させることができる。なお、このようにアクチュエータの作動によってストッパを変位させる構成を採用する場合、ストッパを規制位置に配置して弁体の開弁方向Ｃ１への回転を規制するときにストッパが規制位置に位置する状態を保持するための機構を流量調整弁に設けることが好ましい。これにより、流量調整弁の開度Ｖを保持する際の消費電力の増大を抑制することができる。

・上記実施形態では、流量調整弁２８の開度Ｖの最小値を規定の開度ＶＡとしている。しかし、開度Ｖを規定の開度ＶＡで保持することによってラジエータ流量ＲＦＲの変動を抑制することができるのであれば、規定の開度ＶＡを、開度Ｖの最小値よりも大きい値としてもよい。

・流量調整弁２８を、ラジエータ通路２３におけるラジエータ２７よりも上流側に配置してもよい。
・ポンプは、冷却水の吐出量を変更可能なものであれば、電動式のポンプ２６以外の他の構成のものを採用してもよい。例えば、ポンプとして、機関駆動式の冷却水吐出部と、冷却水吐出部からの冷却水の吐出量を調整すべく作動するバルブとを備えたポンプを採用することができる。この場合、制御部６１は、バルブの作動を制御することによって、ポンプ吐出量を制御することとなる。

・開度Ｖを保持する機能を流量調整弁に設けなくてもよいのであれば、流量調整弁として、ストッパ３６を備えない構成の弁を採用してもよい。この場合であっても、ポンプ駆動量ＤＰの制御を通じてラジエータ流量ＲＦＲを調整することはできる。

１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、２０…冷却装置、２１…循環回路、２２…バイパス通路、２６…ポンプ、２７…ラジエータ、２８…流量調整弁、３３…弁体、３５…弁体用付勢部材、３６…ストッパ、６１…制御部、６２…記憶部。

Claims (7)

1. 内燃機関における冷却水の循環回路に、冷却水の吐出量を変更可能なポンプと、前記ポンプと直列に配置されているラジエータ及び流量調整弁と、前記内燃機関のシリンダブロック内及びシリンダヘッド内を流れた冷却水を、前記ラジエータ及び前記流量調整弁を迂回させて流すバイパス通路とが設けられているとともに、
   前記ポンプにおける冷却水の吐出量であるポンプ吐出量を制御する制御部を備え、
   前記流量調整弁は、回転して前記流量調整弁の開度を可変させる弁体と、前記開度を小さくする回転方向である閉弁方向に前記弁体を付勢する弁体用付勢部材と、を有し、
   前記弁体は、前記循環回路のうち、冷却水の流れ方向における前記弁体よりも上流側と下流側との圧力差が大きくなると前記開度を大きくする回転方向である開弁方向に回転し、当該圧力差が小さくなると前記閉弁方向に回転するものであり、
   前記制御部は、前記ラジエータを通過する冷却水量の目標である目標ラジエータ流量が多いほど前記ポンプ吐出量を多くする
   内燃機関の冷却装置。
2. 前記ポンプ吐出量の変化に応じて前記開度が変化するときにおける、前記ラジエータを通過する冷却水量であるラジエータ流量と、前記内燃機関内を循環する冷却水量である循環冷却水量との関係を表すマップを記憶する記憶部を備え、
   前記冷却装置は、前記循環冷却水量の目標である目標循環冷却水量及び前記目標ラジエータ流量に基づいた前記制御部による前記ポンプ吐出量の制御を通じて前記循環冷却水量及び前記ラジエータ流量を制御するものであり、
   前記マップには、前記ラジエータ流量が多いときには、前記ラジエータ流量が少ないときよりも前記循環冷却水量が多くなる関係が表されており、
   前記目標ラジエータ流量を入力として前記マップに表されている関係から出力される前記循環冷却水量を基準循環冷却水量とした場合、
   前記制御部は、前記目標循環冷却水量が前記基準循環冷却水量と同じであるときには、前記ポンプ吐出量を前記目標循環冷却水量に応じた値とする
   請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
3. 前記制御部は、前記目標循環冷却水量が前記基準循環冷却水量未満であるときには、前記ポンプ吐出量を前記基準循環冷却水量に応じた値とする
   請求項２に記載の内燃機関の冷却装置。
4. 前記流量調整弁は、前記弁体と係合して前記弁体の回転を規制する規制位置と、前記弁体に係合せず、前記弁体の回転を許容する退避位置との間で変位するストッパを有しており、
   前記制御部は、前記開度を保持するときには、前記ストッパを前記退避位置に位置させ、且つ、前記ポンプ吐出量を制御して前記弁体を前記ストッパよりも前記閉弁方向側に位置させた後、前記ストッパを前記規制位置に変位させる準備処理を実行する
   請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
5. 前記ポンプ吐出量の変化に応じて前記開度が変化するときにおける、前記ラジエータを通過する冷却水量であるラジエータ流量と、前記内燃機関内を循環する冷却水量である循環冷却水量との関係を表すマップを記憶する記憶部を備え、
   前記冷却装置は、前記循環冷却水量の目標である目標循環冷却水量及び前記目標ラジエータ流量に基づいた前記制御部による前記ポンプ吐出量の制御を通じて前記循環冷却水量及び前記ラジエータ流量を制御するものであり、
   前記マップには、前記ラジエータ流量が多いときには、前記ラジエータ流量が少ないときよりも前記循環冷却水量が多くなる関係が表されており、
   前記目標ラジエータ流量を入力として前記マップに表されている関係から出力される前記循環冷却水量を基準循環冷却水量とした場合、
   前記制御部は、前記目標循環冷却水量が前記基準循環冷却水量よりも多いときには、前記弁体を前記ストッパよりも前記閉弁方向側に配置した上で前記ストッパを前記規制位置に配置し、この状態で前記ポンプ吐出量を前記目標循環冷却水量に応じた値とすることによって前記開度を保持する保持期間と、前記ストッパと前記弁体との係合を解除して前記弁体の前記開弁方向への回転を許容した上で、前記ポンプ吐出量を前記目標循環冷却水量に応じた値とする開度調整期間とを繰り返す
   請求項４に記載の内燃機関の冷却装置。
6. 前記制御部は、前記目標循環冷却水量が前記基準循環冷却水量よりも多いときには、前記目標循環冷却水量と前記基準循環冷却水量との差分が大きいほど、前記保持期間と前記開度調整期間とを繰り返す期間中における前記開度調整期間が占める割合を少なくする
   請求項５に記載の内燃機関の冷却装置。
7. 前記制御部は、
   前記内燃機関の暖機運転が完了していないときには、前記ストッパを前記規制位置に配置して当該ストッパを前記弁体に係合させることによって前記弁体の前記開弁方向への回転が規制される状態を保持し、
   前記内燃機関の暖機運転が完了しているときには、前記弁体の前記開弁方向への回転を許容し、前記目標ラジエータ流量を基に前記ポンプ吐出量を制御する
   請求項４〜請求項６のうち何れか一項に記載の内燃機関の冷却装置。