JP3931705B2 - 発熱機器の冷却装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン等の熱機関、電動式モータやモータ制御用のインバータ回路及び燃料電池等の発熱機器の冷却装置に関するものであり、特に、内燃機関を搭載した車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
エンジン用の冷却装置として、出願人は、既に特願２００１−２８００５０号を出願している。この出願は、暖機運転時に、エンジン内を循環する冷却水量を略１〜５Ｌ／ｍｉｎとすることにより暖機運転の促進を図るものであるが、その後、試作実験を積み重ねたところ、以下に述べる点がさらに明らかになった。
【０００３】
すなわち、上記出願では、暖機運転時にエンジン内を循環する冷却水量を略１〜５Ｌ／ｍｉｎ程度の微少流量としているので、暖機運転時に冷却水量を１０〜１５Ｌ／ｍｉｎ程度とした従来に比べて、暖機運転が早期に完了するものの、暖機運転が完了した後、エンジン内を循環する冷却水量を増大させた時に、図９の波線で示すように、冷却水温度、つまりエンジン温度が低下してしまった。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、上記出願と異なる新規な構成にて、暖機運転終了後に、エンジン、つまり発熱機器の温度が低下することを防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、発熱機器（１０）内を循環する冷却液を冷却し、その冷却した冷却液を発熱機器（１０）に戻すラジエータ（２０）と、発熱機器（１０）から流出する冷却液をラジエータ（２０）を迂回させて発熱機器（１０）に戻すバイパス通路（３０）と、バイパス通路（３０）及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を調節する流量制御装置（４０、１００）とを備え、
流量制御装置（４０、１００）は、電気式の流量調整バルブ（４０）及びこの流量調整バルブ（４０）を制御する制御装置（１００）を有して構成されており、
流量制御装置（４０、１００）は、ラジエータ（２０）に冷却液が流れることを停止させた状態で、発熱機器（１０）内を流れる冷却液の循環流量を所定流量以下とする暖機運転モードと、
流量調整バルブ（４０）の動作速度を発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて大きくすることにより、バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量、及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を、発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて短くする変化時間制御モードとを有し、
変化時間制御モード時においては、流量調整バルブ（４０）の動作速度を変化時間制御モード以外のいずれかのモード時に比べて遅くすることを特徴とする。
【０００６】
これにより、変化時間制御モード時は流量調整バルブ（４０）の動作速度を遅くすることで、低温の冷却液が短時間に多量に流れ始めることを防止できるので、暖機運転の促進を図りながら、暖機運転終了後に、発熱機器（１０）の温度が低下することを未然に防止できる。
しかも、流量調整バルブ（４０）の動作速度を発熱機器（１０）の発熱量の変動に直接応答して変化させることができるので、発熱機器（１０）の発熱量の変動に応じて発熱機器（１０）の温度を常に適切な温度に制御できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、発熱機器（１０）内を循環する冷却液を冷却し、その冷却した冷却液を発熱機器（１０）に戻すラジエータ（２０）と、発熱機器（１０）から流出する冷却液をラジエータ（２０）を迂回させて発熱機器（１０）に戻すバイパス通路（３０）と、バイパス通路（３０）及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を調節する流量制御装置（４０、１００）とを備え、
流量制御装置（４０、１００）は、電気式の流量調整バルブ（４０）及びこの流量調整バルブ（４０）を制御する制御装置（１００）を有して構成されており、
流量制御装置（４０、１００）は、ラジエータ（２０）に冷却液が流れることを停止させた状態で、発熱機器（１０）内を流れる冷却液の循環流量を所定流量以下とする第１暖機運転モードと、
ラジエータ（２０）に流れる冷却液の流量を略０とした状態で、バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量を所定流量より大きくする第２暖機運転モードと、
バイパス通路（３０）及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を制御して発熱機器（１０）に流れ込む冷却液の温度を制御する温度制御モードと、
流量調整バルブ（４０）の動作速度を発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて大きくすることにより、バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量、及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を、発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて短くする変化時間制御モードとを有し、
変化時間制御モード時においては、流量調整バルブ（４０）の動作速度を変化時間制御モード以外のいずれかのモード時に比べて遅くするようになっており、
さらに、流量制御装置（４０、１００）は、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時、及び第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時のうち少なくとも一方の時に、変化時間制御モードを実行することを特徴とする。
【０００８】
これにより、変化時間制御モードの実行時に、流量調整バルブ（４０）の動作速度を遅くすることで、低温の冷却液が短時間に多量に流れ始めることを防止できるので、暖機運転の促進を図りながら、暖機運転終了後に、発熱機器（１０）の温度が低下することを未然に防止できる。
しかも、請求項１に記載の発明と同様に、流量調整バルブ（４０）の動作速度を発熱機器（１０）の発熱量の変動に直接応答して変化させることで、発熱機器（１０）の温度を常に適切な温度に制御できる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、発熱機器（１０）内を循環する冷却液を冷却し、その冷却した冷却液を発熱機器（１０）に戻すラジエータ（２０）と、発熱機器（１０）から流出する冷却液をラジエータ（２０）を迂回させて発熱機器（１０）に戻すバイパス通路（３０）と、冷却液を熱源とするヒータ（６０）と、バイパス通路（３０）、ラジエータ（２０）及びヒータ（６０）を流れる冷却液の流量を調節する流量制御装置（４０、１００）とを備え、
流量制御装置（４０、１００）は、電気式の流量調整バルブ（４０）及びこの流量調整バルブ（４０）を制御する制御装置（１００）を有して構成されており、
流量制御装置（４０、１００）は、ラジエータ（２０）に冷却液が流れることを停止させた状態で、発熱機器（１０）内を流れる冷却液の循環流量を所定流量以下とする第１暖機運転モードと、
ラジエータ（２０）に流れる冷却液の流量を略０とした状態で、バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量を所定流量より大きくする第２暖機運転モードと、
バイパス通路（３０）及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を制御して発熱機器（１０）に流れ込む冷却液の温度を制御する温度制御モードと、
ヒータ（６０）に冷却液を循環させるヒータモードと、
流量調整バルブ（４０）の動作速度を発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて大きくすることにより、バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量、及びラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を、発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて短くする変化時間制御モードとを有し、
変化時間制御モード時においては、流量調整バルブ（４０）の動作速度を変化時間制御モード以外のいずれかのモード時に比べて遅くするようになっており、
さらに、流量制御装置（４０、１００）は、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時、第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時、及びヒータモードに移行する時のうち少なくとも一つの時において、変化時間制御モードを実行することを特徴とする。
【００１０】
これにより、変化時間制御モードの実行時に、流量調整バルブ（４０）の動作速度を遅くすることで、低温の冷却液が短時間に多量に流れ始めることを防止できるので、暖機運転の促進を図りながら、暖機運転終了後に、発熱機器（１０）の温度が低下することを未然に防止できる。
しかも、請求項１、２に記載の発明と同様に、流量調整バルブ（４０）の動作速度を発熱機器（１０）の発熱量の変動に直接応答して変化させることで、発熱機器（１０）の温度を常に適切な温度に制御できる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、流量制御装置（４０、１００）は、発熱機器（１０）の発熱量を発熱機器（１０）に課せられる負荷に基づいて検出することを特徴とするものである。
【００１６】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る発熱機器の冷却装置を車両走行用エンジンの冷却装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係るエンジンの冷却装置の模式図である。
【００１８】
図１中、ラジエータ２０はエンジン１０内を循環する冷却水を冷却し、その冷却した冷却水をエンジン１０に戻す熱交換器であり、送風機２１はラジエータ２０に冷却風を送風する送風手段である。
【００１９】
バイパス通路３０はエンジン１０から流出する冷却水をラジエータ２０を迂回させてエンジン１０に戻すバイパス手段であり、流量調整バルブ４０はラジエータ２０に循環させる冷却水量とバイパス通路３０に循環させる冷却水量とを調節する電子制御式の流量調整バルブであり、ポンプ５０はエンジン１０から駆動力を得て冷却水を循環させる渦巻式のウォータポンプである。なお、流量調整バルブ４０の構造は後述する。
【００２０】
ヒータ６０は冷却水（エンジン廃熱）を熱源として室内に吹き出す空気を加熱する暖房用熱交換器であり、電磁弁７０はヒータ６０に冷却水を供給する温水通路を開閉する弁手段であり、送風機６１は室内に吹き出す空気を送風する空調用送風手段である。
【００２１】
トルクコンバータ８０はオートマチックトランスミッション用の流体継ぎ手であり、オイルクーラ９０はトルクコンバータ８０内の作動油（オートマチックトランスミッションフルード）と冷却水とを熱交換するオイル熱交換器である。なお、本実施形態では、オイルクーラ９０はヒータ６０から流出した冷却水と作動油（ＡＴＦ）とを熱交換している。
【００２２】
ところで、第１水温センサ１０１はバイパス通路３０を流れる冷却水の温度を検出する検出手段であり、第２水温センサ１０２はポンプ５０の流入側に配設されてエンジン１０に戻ってくる冷却水の温度を検出する検出手段である。
【００２３】
また、圧力センサ１０３はエンジン１０の吸入負圧を検出することによりエンジン１０に課せられた負荷を検出する負荷検出手段であり、回転センサ１０４はエンジン１００の回転数を検出する回転数検出手段であり、外気温センサ１０５は室外空気温度を検出する外気温度検出手段である。
【００２４】
そして、各センサ１０１〜１０５の検出信号及び車両用空調装置の始動スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ）１０６のＯＮ−ＯＦＦ信号は電子制御装置（ＥＣＵ）１００に入力されており、このＥＣＵ１００は、各センサ１０１〜１０５の検出信号及び始動スイッチ１０６のＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて予め設定されたプログラムに従って流量調整バルブ４０、電磁弁７０及び送風機２１等を制御する。
【００２５】
つまり、本実施形態では、流量調整バルブ４０、ＥＣＵ１００及び第１、２水温センサ１０１、１０２等により、バイパス通路３０及びラジエータ２０を流れる冷却水の流量を調節する流量制御装置が構成される。
【００２６】
次に、流量調整バルブ４０の構造について述べる。
【００２７】
図２は流量調整バルブ４０の断面図であり、図３は図２の上面図である。そして、冷却水通路４０ａを構成するアルミニウム製のハウジング４１は、図２に示すように、ラジエータ２０の流出側に接続される第１流入口４２ａが形成された第１ハウジング４１ａ、並びにバイパス通路３０の流出側に接続される第２流入口４２ｂ及びポンプ５０の吸入側に接続される流出口４２ｃ（図３参照）が形成された第２ハウジング４１ｂを有して構成されている。
【００２８】
なお、第１、２ハウジング４１ａ、４１ｂは、Ｏリング等のパッキン４１ｃを介してボルト４１ｄ（図３参照）により締結されている。
【００２９】
また、ハウジング４１内のうち第１ハウジング４１ａのフランジ部４１ｅには、第１流入口４２ａ側と流出口４２ｃ側とを仕切るアルミニウム製のシートプレート４３が配設されている。
【００３０】
そして、このシートプレート４３は、図４に示すように、段付き部４３ｃが形成された円筒部４３ｄ、及びこの円筒部４３ｄの軸方向一端側に位置する円盤状のシート面４３ｂが形成されており、シート面４３ｂには、第１流入口４２ａ側と流出口４２ｃ側と連通させる連通口４３ａが形成されている。
【００３１】
このとき、連通口４３ａは、その外縁が描く図形の図心がシート面４３ｂの図心と一致するように形成されているとともに、連通口４３ａの外縁部には、連通口４３ａを縁取るようにゴム製のパッキン４４が焼き付け固着されている。
【００３２】
因みに、図形の図心とは、周知のごとく、平面図形において面積モーメントが釣り合う点であり、本実施形態では、シート面４３ｂは円盤状であるので、その図心は中心と一致する。
【００３３】
なお、シートプレート４３を挟んで上流側と下流側とは、フランジ部４１ｅとシートプレート４３との間に配設されたＯリング等のパッキン４３ｆにより密閉されている。このため、シートプレート４３の上流側から下流側に流れる冷却水の全ては、連通口４３ａを通過することとなる。
【００３４】
また、シートプレート４３より冷却水流れ下流側には、連通口４３ａの開口面積、すなわち開度を調節するバルブ４５が配設されており、このバルブ４５は、図５に示すように、シート面４３ｂと平行に配置されてパッキン４４と接触しながら平行移動するように回転する円盤状の第１バルブ面４５ａ、第２流入口４２ｂ側に繋がる開口部４１ｆ（図２参照）の開口面積を調節する第２バルブ面４５ｂ、並びに第１バルブ面及び第２バルブ面４５ｂを回転させるシャフト部４５ｃ等からなるもので、これら４５ａ〜４５ｃは金属にて一体形成されている。
【００３５】
このとき、第１バルブ面４５ａには、連通口４３ａに対応するように扇状の開口部４５ｄがシャフト４５ｃに対して対称に形成されており、第２バルブ面４５ｂは、第１バルブ面４５ａの外縁部に位置してシャフト４５ｃの長手方向と平行な方向に延出する円筒状の一部をなす壁部であり、シャフト４５ｃの先端側には、後述する減速機４７の出力軸を固定するためのネジ穴が形成されている。
【００３６】
ところで、シートプレート４３のシート面４３ｂに形成された連通口４３ａのうち、第１バルブ面４５ａに形成された扇状の開口部４５ｄと対応する部位からずれた位置、すなわちシート面４３ｂの中心部の開口部（図４（ａ）の二点鎖線で示された部位）４３ｅは、シートプレート４３を挟んで上流側と下流側とを連通させる連通口４３ａとしての機能に加えて、シート面４３ｂの流入口４２ａ側の面に作用する水圧よる力を調節する受圧面積調節穴として機能する。そこで、以下、開口部４３ｅを受圧面積調節穴４３ｅと表記する。
【００３７】
つまり、シート面４３ｂの現状の受圧面積は、図４（ａ）において斜線で示された面積であるが、受圧面積調節穴４３ｅを大きくすれば、受圧面積が減少してシート押圧力が減少し、逆に受圧面積調節穴４３ｅを小さくすれば、受圧面積が増大してシート押圧力が増大する。
【００３８】
また、図２において、モータ４６はバルブ４５を回転駆動する動力を発生するステッピングモータであり、減速機４７はモータ４６の出力を減速してバルブ４５のシャフト４５ｃに伝達する複数枚の歯車からなる変速機であり、この減速機４７及びモータ４６によりバルブ４５を回転駆動させるアクチュエータが構成されている。
【００３９】
軸受４８はシャフト４５ｃを回転可能に支持する転がり軸受であり、リップシール４９は流体通路４０ａ内の冷却水がアクチュエータ内に流入することを防止するシール手段である。
【００４０】
以上に述べた構成により、シートプレート４３は、バルブ４５より上流側に位置してバルブ４５に対してシート面４３ｂと直交する方向に微少、つまりパッキン４３ｆの弾性変形量程度に変位することができる。このとき、図２に示すように、シートプレート４３の変位方向一端側、つまり下流側への変位はバルブ４５により規制され、シートプレート４３の変位方向他端側、つまり上流側への変位はフランジ部４１ｅにより規制される。
【００４１】
なお、バルブ４５が回転すると、パッキン４４と第１バルブ面４５ａとの摩擦量によりシートプレート４３が回転するおそれがあるので、本実施形態では、シートプレート４３の外周側に外方側に突出する突起部４３ｈを形成し、この突起部４３ｈを第２図に示すように第２ハウジング４１ｂに設けた溝部４１ｇに摺動可能に嵌合させることによりシートプレート４３が回転することを防止している。
【００４２】
また、捩りコイルバネ４７ａは、減速機４７の歯車列の外側に配置されて、モータ４６に電圧が印加されていないとき、つまりエンジン停止時及び流量制御バルブ４０の組み立てが完了したときに、バルブ４５がバイパス通路３０及びラジエータ２０の両者に冷却水が流れ得る位置となるように自動的にバルブ４５を回転させる弾性力をバルブ４５に作用させるリターン用の弾性手段である。
【００４３】
次に、本実施形態に係る流量調整バルブ４０の概略作動について述べる。
【００４４】
バルブ４５が第１バルブ面４５ａの中心を中心として回転すると、シートプレート４３の連通口４３ａとバルブ４５の開口部４５ｄとの重なり合う面積、すなわち連通口４３ａの開口面積、及び開口部４１ｆの開口面積がバルブ４５の回転角に比例して変化し、流量調整バルブ４０内を流れる冷却水量が調節される。
【００４５】
このとき、第１バルブ面４５ａはパッキン４４と接触しているので、第１バルブ面４５ａとシート面４３ｂとの隙間から冷却水が下流側に流れてしまうことを防止できる。したがって、バルブ４５の回転角、つまり連通口４３ａの開口面積に応じてラジエータ２０を流れる冷却水量を調節することができる。
【００４６】
そして、エンジン１０が停止してモータ４６に電圧が印加されていないときには、捩りコイルバネ４７ａの弾性力により、バルブ４５が図６に示すような位置で停止するため、バイパス通路３０及びラジエータ２０の両者に冷却水が流れ得る状態となる。
【００４７】
次に、流量調整バルブ４０の制御方法及びその特徴を述べる。
【００４８】
図７はバルブ４５の回転角度と、バイパス通路３０及びラジエータ２０を流れる冷却水の流量、つまりバイパス通路３０側の開口面積とラジエータ２０側の開口面積との関係を示すチャートであり、図８は、後述する変化時間制御モード時における、バルブ４５の回転速度、つまり流量調整バルブ４０の動作速度とエンジン負荷との関係を示すマップである。
【００４９】
なお、図８では、エンジン負荷を表すパラメータとして、エンジン１０の吸入負圧及び回転数を採用している。因みに、スロットルバルブの開度が大きくなるほど吸気圧が大きくなるので、吸気圧が大きくなるほどエンジン負荷が高いと見なすことができ、エンジン回転数が高いほどエンジン負荷が高いと見なすことができる。
【００５０】
１．第１暖機運転モード
このモードは、ラジエータ２０に冷却水が流れることを停止させた状態で、エンジン１０内を流れる冷却水の流量を略１〜５Ｌ／ｍｉｎ程度としてエンジン１０を早期に暖機するものである。
【００５１】
２．第２暖機運転モード
このモードは、ラジエータ２０に流れる冷却液の流量を略０とした状態で、バイパス通路３０側を全開としてバイパス通路３０を流れる冷却水の流量を第１暖機運転モードより大きくするものである。
【００５２】
３．温度制御モード
このモードは、バイパス通路３０及びラジエータ２０を流れる冷却水の流量を制御してエンジン１０に流れ込む冷却水の温度を制御するものである。
【００５３】
４．変化時間制御モード
このモードは、図８に示すマップに従ってバルブ４５の回転速度を制御することにより、バイパス通路３０を流れる冷却水の流量、及びラジエータ２０を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を変化させるものである。
【００５４】
そして、変化時間制御モードでは、エンジン１０の負荷、換言すれば、エンジン１０の発熱量に応じてバルブ４５の回転速度を制御するので、エンジン負荷が大きくなるほど、バルブ４５の回転速度を大きくする。なお、変化時間制御モード以外のモード時、例えば温度制御モード時におけるバルブ４５の回転速度は、約４０°／ｓｅｃである。
【００５５】
さらに、本実施形態では、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時、及び第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時に、この変化時間制御モードを実行する。
【００５６】
なお、第１暖機運転モード、第２暖機運転モード及び温度制御モードのいずれのモードを選択するかは、冷却水温度に基づいて決定されており、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時の冷却水温度は、第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時の冷却水温度より高く、かつ、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時の冷却水温度、及び第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時の冷却水温度は、温度制御モード時における目標温度より低い。
【００５７】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５８】
第１暖機運転モード時においては、微少な流量のみを循環させているので、バイパス通路３０内の冷却水は、十分に高い温度まで上昇しているものの、エンジン１０及びラジエータ２０内には低温の冷却水が溜まっている。
【００５９】
なお、微少流量では、エンジン１０内に溜まっている低温の冷却水を全て流し出すことはできず、低温の冷却水はエンジン１０内に部分的に滞留したままとなっている。
【００６０】
このため、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時に、短時間でバイパス通路３０側を全開とすると、エンジン１０内に溜まっていた低温の冷却水が一度に流れ始めるので、冷却水温の平均化によって冷却水の温度が図９の波線で示すように大きく低下してしまう。
【００６１】
同様に、第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時に、短時間でラジエータ２０側を開き始めると、ラジエータ２０内に多量に溜まっていた低温の冷却水が一度に流れ始めるので、エンジン１０に流れ込む冷却水の温度が大きく低下してしまう。
【００６２】
これに対して、本実施形態では、モードを変化させる時に変化時間制御モードを実行するので、例えば第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時においては、ラジエータ２０内に溜まっている低温の冷却水が短時間に多量に流れ始めることを防止できる。
【００６３】
したがって、第１暖機運転モード時に微少流量として暖機運転の促進を図りながら、暖機運転終了後に、エンジン１０の温度が大きく低下することを未然に防止できる。
【００６４】
また、本実施形態では、第１暖機運転モードが終了した後、第２暖機運転モードを経た後に温度制御モードに移行するので、エンジン１０内に部分的に溜まっていた低温の冷却水によりエンジン１０の温度が大きく低下することを防止できる。
【００６５】
また、第２暖機運転モード時にはバイパス通路３０側の流量を増大させるので、エンジン１０内の冷却水温度分布を略均一にした後、温度制御モードに移行することとなる。したがって、第１水温センサ１０１にてバイパス通路３０を流れる冷却水の温度を正確に検出することができるので、エンジン１０の温度、つまり冷却水温度を正確に制御することができる。
【００６６】
ところで、エンジン１０の温度が低いと、エンジン１０内の機械損失が大きくなるので、燃費が悪化する。逆に、エンジン１０の温度が高いと、エンジン１０が焼き付き等の熱損傷が発生するおそれが高い。一方、エンジン１０の負荷が増大すると、これに応じて発熱量が増大する。
【００６７】
したがって、本実施形態のごとく、エンジン１０の発熱量の増大に応じて、流量を目標流量まで変化させる時間を短くすれば、常に、エンジン１０を適切な温度とすることが可能となる。
【００６８】
（第２実施形態）
第１実施形態では、バルブ４５の回転速度を変化させることにより、流量を目標流量まで変化させる時間を変化させたが、本実施形態は、目標流量、つまり目標バルブ開度を決定した時からバルブ４５が実際に作動し始めるまでの遅延時間をエンジン負荷に応じて変化させることにより、流量を目標流量まで変化させる時間を変化させたものである。
【００６９】
そして、本実施形態においても、バルブ開度が短時間に変化することを防止できるので、第１実施形態と同様に、エンジン１０の温度が低下することを防止しつつ、常に、エンジン１０を適切な温度とすることができる。
【００７０】
なお、図１０は、変化時間制御モード時における、遅延時間とエンジン負荷との関係を示すマップである。
【００７１】
（第３実施形態）
本実施形態は、図１１、１２に示すように、暖房用ヒータ６０へ供給するエンジン冷却水量も制御することができる流量制御バルブ４０に本発明を適用したものである。
【００７２】
このため、本実施形態では、図１２（ａ）に示すように、暖房用ヒータ６０から流出した冷却水が流入する第３流入口４２ｄを第１ハウジング４１ａに設けるとともに、バルブ４５に第３流入口４２ｄを開閉する第３バルブ面４５ｅを設けている。
【００７３】
ところで、図１３はバルブ４５の回転角度と、バイパス通路３０、ラジエータ２０及びヒータ６０を流れる冷却水の流量との関係を示すチャートであり、本実施形態では、新たに、ヒータ６０に冷却水液を循環させるヒータモードが追加されている。そして、第１暖機運転モードからヒータモードに移行する時も変化時間制御モードを実行している。
【００７４】
これにより、ヒータ６０に溜まっていた冷水が流れ込んで来ても、第１実施形態と同様に、バルブ開度が短時間に変化することを防止できるので、エンジン１０の温度が大きく低下することを防止しつつ、常に、エンジン１０を適切な温度とすることができる。
【００７５】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時、第２暖機運転モードが終了して前記温度制御モードに移行する時、及びヒータモードに移行する時の全ての場合において、変化時間制御モードを実行したが、本発明は、これに限定されるものではなく、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時、第２暖機運転モードが終了して前記温度制御モードに移行する時、及びヒータモードに移行する時のうち少なくとも一つの時において、変化時間制御モードを実行すれば、十分な効果を得ることができる。
【００７６】
また、第２暖機運転モードを廃止して、第１暖機運転モードが終了した後、直ぐに温度制御モードに移行してもよい。
【００７７】
また、上述の実施形態では、発熱機器としてエンジンを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電動式モータやモータ制御用のインバータ回路及び燃料電池等を発熱機器としてもよい。
【００７８】
また、上述の実施形態では、エンジン負荷の吸入圧及び回転数で検出したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７９】
また、上述の実施形態では、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時の冷却水温度は、第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時の冷却水温度より高く、かつ、第１暖機運転モードが終了して第２暖機運転モードに移行する時の冷却水温度、及び第２暖機運転モードが終了して温度制御モードに移行する時の冷却水温度は、温度制御モード時における目標温度より低かったが、本発明はこれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る冷却水回路を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る流体バルブの断面図である。
【図３】図２の上面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るシートプレートの二面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るバルブの二面図である。
【図６】エンジン停止時における図２のＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態におけるバルブの回転角とバイパス通路及びラジエータ側に流れる冷却水量との関係を示すチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態における流量調整バルブの動作速度とエンジン負荷との関係を示す図表である。
【図９】エンジン冷却水温度の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態における遅延時間とエンジン負荷との関係を示す図表である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る冷却水回路を示す模式図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る流体バルブの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態におけるバルブの回転角とバイパス通路及びラジエータ側に流れる冷却水量との関係を示すチャートである。
【符号の説明】
１０…エンジン、２０…ラジエータ、３０…バイパス通路、
４０…流量調整バルブ、１００…ＥＣＵ。

Claims (4)

1. 発熱機器（１０）内を循環する冷却液を冷却し、その冷却した冷却液を前記発熱機器（１０）に戻すラジエータ（２０）と、
   前記発熱機器（１０）から流出する冷却液を前記ラジエータ（２０）を迂回させて前記発熱機器（１０）に戻すバイパス通路（３０）と、
   前記バイパス通路（３０）及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を調節する流量制御装置（４０、１００）とを備え、
   前記流量制御装置（４０、１００）は、電気式の流量調整バルブ（４０）及びこの流量調整バルブ（４０）を制御する制御装置（１００）を有して構成されており、
   前記流量制御装置（４０、１００）は、
   前記ラジエータ（２０）に冷却液が流れることを停止させた状態で、前記発熱機器（１０）内を流れる冷却液の循環流量を所定流量以下とする暖機運転モードと、
   前記流量調整バルブ（４０）の動作速度を前記発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて大きくすることにより、前記バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量、及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を、前記発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて短くする変化時間制御モードとを有し、
   前記変化時間制御モード時においては、前記流量調整バルブ（４０）の動作速度を前記変化時間制御モード以外のいずれかのモード時に比べて遅くすることを特徴とする発熱機器の冷却装置。
2. 発熱機器（１０）内を循環する冷却液を冷却し、その冷却した冷却液を前記発熱機器（１０）に戻すラジエータ（２０）と、
   前記発熱機器（１０）から流出する冷却液を前記ラジエータ（２０）を迂回させて前記発熱機器（１０）に戻すバイパス通路（３０）と、
   前記バイパス通路（３０）及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を調節する流量制御装置（４０、１００）とを備え、
   前記流量制御装置（４０、１００）は、電気式の流量調整バルブ（４０）及びこの流量調整バルブ（４０）を制御する制御装置（１００）を有して構成されており、
   前記流量制御装置（４０、１００）は、
   前記ラジエータ（２０）に冷却液が流れることを停止させた状態で、前記発熱機器（１０）内を流れる冷却液の循環流量を所定流量以下とする第１暖機運転モードと、
   前記ラジエータ（２０）に流れる冷却液の流量を略０とした状態で、前記バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量を前記所定流量より大きくする第２暖機運転モードと、
   前記バイパス通路（３０）及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を制御して前記発熱機器（１０）に流れ込む冷却液の温度を制御する温度制御モードと、
   前記流量調整バルブ（４０）の動作速度を前記発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて大きくすることにより、前記バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量、及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を、前記発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて短くする変化時間制御モードとを有し、
   前記変化時間制御モード時においては、前記流量調整バルブ（４０）の動作速度を前記変化時間制御モード以外のいずれかのモード時に比べて遅くするようになっており、
   さらに、前記流量制御装置（４０、１００）は、前記第１暖機運転モードが終了して前記第２暖機運転モードに移行する時、及び前記第２暖機運転モードが終了して前記温度制御モードに移行する時のうち少なくとも一方の時に、前記変化時間制御モードを実行することを特徴とする発熱機器の冷却装置。
3. 発熱機器（１０）内を循環する冷却液を冷却し、その冷却した冷却液を前記発熱機器（１０）に戻すラジエータ（２０）と、
   前記発熱機器（１０）から流出する冷却液を前記ラジエータ（２０）を迂回させて前記発熱機器（１０）に戻すバイパス通路（３０）と、
   冷却液を熱源とするヒータ（６０）と、
   前記バイパス通路（３０）、前記ラジエータ（２０）及び前記ヒータ（６０）を流れる冷却液の流量を調節する流量制御装置（４０、１００）とを備え、
   前記流量制御装置（４０、１００）は、電気式の流量調整バルブ（４０）及びこの流量調整バルブ（４０）を制御する制御装置（１００）を有して構成されており、
   前記流量制御装置（４０、１００）は、
   前記ラジエータ（２０）に冷却液が流れることを停止させた状態で、前記発熱機器（１０）内を流れる冷却液の循環流量を所定流量以下とする第１暖機運転モードと、
   前記ラジエータ（２０）に流れる冷却液の流量を略０とした状態で、前記バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量を前記所定流量より大きくする第２暖機運転モードと、
   前記バイパス通路（３０）及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量を制御して前記発熱機器（１０）に流れ込む冷却液の温度を制御する温度制御モードと、
   前記ヒータ（６０）に冷却液を循環させるヒータモードと、
   前記流量調整バルブ（４０）の動作速度を前記発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて大きくすることにより、前記バイパス通路（３０）を流れる冷却液の流量、及び前記ラジエータ（２０）を流れる冷却液の流量のうち少なくとも一方の流量を目標流量まで変化させる時間を、前記発熱機器（１０）の発熱量の増大に応じて短くする変化時間制御モードとを有し、
   前記変化時間制御モード時においては、前記流量調整バルブ（４０）の動作速度を前記変化時間制御モード以外のいずれかのモード時に比べて遅くするようになっており、
   さらに、前記流量制御装置（４０、１００）は、前記第１暖機運転モードが終了して前記第２暖機運転モードに移行する時、前記第２暖機運転モードが終了して前記温度制御モードに移行する時、及び前記ヒータモードに移行する時のうち少なくとも一つの時において、前記変化時間制御モードを実行することを特徴とする発熱機器の冷却装置。
4. 前記流量制御装置（４０、１００）は、前記発熱機器（１０）の発熱量を前記発熱機器（１０）に課せられる負荷に基づいて検出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発熱機器の冷却装置。

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