JP4337207B2

JP4337207B2 - 液冷式内燃機関の冷却装置

Info

Publication number: JP4337207B2
Application number: JP2000038218A
Authority: JP
Inventors: 和貴鈴木; 栄三 ▲高▼橋
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001227342A; DE10105666A1; US6477989B2; US20010020452A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液冷式内燃機関の冷却装置に関するもので、車両に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
液冷式内燃機関の冷却装置として、発明者等は特願平１０−２１４４９２号及び特願平１０−２１４４９３号を既に出願しているが、この出願では冷却水を循環させる電気式（電動式）のポンプとラジエータに流通させる冷却水量を制御する電気式の流量制御弁とをそれぞれ独立して制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、発明者等は上記出願を出願した後も、上記出願に記載の発明について試験研究を続けたところ、ポンプの消費動力（消費電力）低減という観点から見ると、上記出願では不十分な点を発見した。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑み、電気式（電動式）のポンプと電気式の流量制御弁とを有する液冷式内燃機関の冷却装置において、ポンプの消費動力（消費電力）を低減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、液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液を冷却し、冷却した冷却水を液冷式内燃機関（１００）に還流させるラジエータ（２００）と、液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液をラジエータ（２００）を迂回させて液冷式内燃機関（１００）に還流させるバイパス回路（３００）と、バイパス回路（３００）を流通する冷却液のバイパス流量とラジエータ（２００）を流通する冷却液のラジエータ流量とを制御する電動式流量制御弁（４００）と、液冷式内燃機関（１００）と独立に稼働し、液冷式内燃機関（１００）とラジエータ（２００）とに冷却液を循環させる電動式ポンプ（５００）と、電動式流量制御弁（４００）と電動式ポンプ（５００）とを連動させて電気的に制御する制御手段（６００）とを有し、
制御手段（６００）は、液冷式内燃機関（１００）に流入する冷却液の温度（Ｔｐ）が、目標とする第１目標温度（Ｔｍａｐ）を基準とする所定範囲の上限値より高いときに電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を増大してラジエータ流量を増大させ、更に、電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）が所定開度まで増大すると電動式ポンプ（５００）への印加電圧を増大させることを特徴とする。
【０００６】
これにより、液冷式内燃機関（１００）への流入冷却液温度（Ｔｐ）が、第１目標温度（Ｔｍａｐ）を基準とする所定範囲の上限値より高くなると、電動式ポンプ（５００）への印加電圧を維持したまま、まず、電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を増大してラジエータ流量を増大させることで、冷却液温度（Ｔｐ）を低下させることができる。
そして、電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）が所定開度まで増大すると始めて電動式ポンプ（５００）への印加電圧を増大させるから、電動式ポンプ（５００）への印加電圧を増大させる期間を極力小さくすることができ、それにより、電動式ポンプ（５００）の消費動力（消費電力）を小さくすることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の液冷式内燃機関の冷却装置において、制御手段（６００）は、液冷式内燃機関（１００）に流入する冷却液の温度（Ｔｐ）が、前記所定範囲の下限値より低いときには、電動式ポンプ（５００）への印加電圧を減少させ、更に、電動式ポンプ（５００）への印加電圧が所定値まで減少すると電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を減少させてラジエータ流量を減少させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の液冷式内燃機関の冷却装置において、制御手段（６００）は、液冷式内燃機関（１００）に流入する冷却液の温度（Ｔｐ）が、前記所定範囲内であるときには、液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液の温度（Ｔｂ）が目標とする第２目標温度（Ｔｂｍ）と等しい状態で、電動式ポンプ（５００）への印加電圧が最小となるように電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を制御することを特徴とする。
【００１０】
ところで、後述するように、電気式流量制御弁（４００）の開度によっては、電動式ポンプ（５００）への通電量が、電動式ポンプ（５００）の許容電流値を超えてしまうおそれがある。
【００１１】
そこで、請求項４に記載の発明では、液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液を冷却し、冷却した冷却液を液冷式内燃機関（１００）に還流させるラジエータ（２００）と、液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液をラジエータ（２００）を迂回させて液冷式内燃機関（１００）に還流させるバイパス回路（３００）と、バイパス回路（３００）を流通する冷却液のバイパス流量とラジエータ（２００）を流通する冷却液のラジエータ流量とを制御する電動式流量制御弁（４００）と、液冷式内燃機関（１００）と独立に稼働し、液冷式内燃機関（１００）とラジエータ（２００）とに冷却液を循環させる電動式ポンプ（５００）と、電動式流量制御弁（４００）と電動式ポンプ（５００）とを連動させて電気的に制御する制御手段（６００）とを有し、
制御手段（６００）は、電動式ポンプ（５００）への印加電圧が所定範囲内の最大値となっている場合においては、バイパス流量とラジエータ流量との流量比が所定流量比となることを禁止するように電動式流量制御弁（４００）を制御することを特徴としている。
これにより、電動式ポンプ（５００）が、許容電流値を超える過大な電流値により壊れてしまうことを未然に防止することができる。
【００１２】
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。
【００１３】
【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液冷式内燃機関の冷却装置を車両走行用の水冷式エンジン（液冷式内燃機関）に適用したものであり、図１は本実施形態に係る冷却装置の模式図である。
【００１４】
図１中、２００は水冷式エンジン（以下、エンジン略す。）１００内を循環する冷却水（冷却液）を冷却するラジエータであり、２１０はラジエータ２００に冷却水を循環させるラジエータ回路である。
【００１５】
３００は、エンジン１００から流出する冷却水をラジエータ２００を迂回させてラジエータ回路２１０のうちラジエータ２００の流出口側に冷却水を導くバイパス回路である。そして、バイパス回路３００とラジエータ回路２１０との合流部位２２０には、ラジエータ回路２１０を流通する冷却水の流量（以下、この流量をラジエータ流量Ｖｒと呼ぶ。）と、バイパス回路３００を流通する冷却水の流量（以下、この流量をバイパス流量Ｖｂと呼ぶ。）とを制御する電気式のロータリ式流量制御弁（以下、制御弁と略す。）４００が配設されており、この制御弁４００より冷却水流れ下流側（エンジン１００側）には、エンジン１００と独立して稼働して冷却水を循環させる電動式ポンプ（以下、ポンプと略す。）５００が配設されている。
【００１６】
ここで、制御弁４００の概略構造について述べておく。
【００１７】
制御弁４００は、図２に示すように、制御弁４００とポンプ５００とが、ポンプハウジング５１０とバルブハウジング４１０とで一体化されている。因みに、両ハウジング４１０、５１０は共に樹脂製である。
【００１８】
そして、バルブハウジング４１０内には、図３に示すように、長手方向（軸方向）一端側が閉塞された円筒状（コップ状）のロータリバルブ（以下、バルブと略す。）４２０が回転可能に収納されており、このバルブ４２０は、図２に示すように、複数枚の歯車４３１からなる減速装置及びサーボモータ（駆動手段）４３２を有するアクチュエータ部４３０により円筒軸周りに回転駆動される。
【００１９】
また、バルブ４２０の円筒側面４２０ａには、図３に示すように、その円筒側面４２０ａ内外を連通させる合同形状（本実施形態では、等しい直径寸法を有する円形状）の第１、２バルブポート４２１、４２２が形成されており、両バルブポート４２１、４２２は、バルブ４２０の円筒軸に対して約９０度ずれている。
【００２０】
一方、バルブハウジング４１０のうちバルブ４２０の円筒側面４２０ａに対応する部位には、図３に示すように、ラジエータ回路２１０側に連通するラジエータポート（ラジエータ側流入口）４１１、及びバイパス回路３００側に連通するバイパスポート（バイパス側流入口）４１２が形成されている。
【００２１】
そしてさらに、バルブハウジング４１０のうち、バルブ４２０の円筒軸軸方向他端側に対応する部位には、バルブ４２０の円筒内部４２０ｂとポンプ５００の吸入側とを連通させるポンプポート（流出口）４１３が形成されている。
【００２２】
なお、４４０はバルブ４２０の円筒側面４２０ａとバルブハウジング４１０の内壁との隙間を密閉して、ラジエータポート４１１及びバイパスポート４１２からバルブハウジング４１０内に流入した冷却水がバルブ４２０の円筒内部４２０ｂを迂回してポンプポート４１３に流通することを防止するパッキンである。
【００２３】
また、バルブ４２０の回転シャフト４２３には、図２に示すように、バルブ４２０の回転角度（制御弁４００の弁開度）を検出するポテンショメータ（開度検出手段）４２４が設けられており、このポテンショメータ４２４の検出信号は、後述するＥＣＵ６００に入力されている。
【００２４】
また、６００は制御弁４００及びポンプ５００を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。そして、ＥＣＵ（制御手段）６００には、エンジン１００の吸入負圧を検出する圧力センサ（圧力検出手段）６１０、冷却水の温度検出する第１〜３水温センサ（温度検出手段）６２１〜６２３、エンジン１００の回転数を検出する回転センサ（回転数検出手段）６２４、及び室外空気温度を検出する外気温センサ（外気温度検出手段）６２５からの検出信号、並びに車両用空調装置（図示せず。）の始動スイッチ６２６のＯＮ−ＯＦＦ信号が入力されており、ＥＣＵ６００はこれらの信号に基づいて、制御弁４００、ポンプ５００及び送風機２３０を制御する
ここで、第１水温センサ６２１はポンプポート４１３側にてポンプ５００（エンジン１００）に流入する冷却水の温度（以下、この温度をポンプ入口水温Ｔｐと呼ぶ。）を検出し、第２水温センサ６２２はバイパスポート４１２側にてバイパス回路３００を流通する冷却水の温度、つまりエンジン１００から流出する冷却水の温度（以下、この温度をバイパス水温Ｔｂと呼ぶ。）を検出し、第３水温センサ６２３はラジエータポート４１１側にてラジエータ２００から流出する冷却水の温度（以下、この温度をラジエータ水温Ｔｒと呼ぶ。）を検出している。
【００２５】
次に、本実施形態の特徴的作動を図４に示すフローチャートに基づいて述べる。
【００２６】
車両のイグニッションスイッチ（図示せず）が投入された後、エンジン１００が始動すると、カウンタ値をリセットした後（Ｓ５０）、回転センサ６２４、圧力センサ６１０、第１〜３水温センサ６２１〜６２３、外気温センサ６２５及び始動スイッチ６２６の検出値を読み込む（Ｓ１００）。
【００２７】
そして、エンジン１００の回転数及び吸入負圧よりエンジン負荷を演算するとともに、その演算したエンジン負荷に基づいて、図示しないマップから目標とするエンジン１００に流入する冷却水の温度（以下、この水温を第１目標水温Ｔｍａｐと呼ぶ。）を決定する（Ｓ１１０）。
【００２８】
次に、各種入力信号の読込回数Ｎ＝Ｎ＋１を演算し（Ｓ１１２）、カウンタの読込回数が１であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。そして、Ｎが１である場合には、エンジン１００始動直後であるものと見なして、図示しないマップから初期値として第１目標水温Ｔｍａｐに対するポンプ５００の印加電圧及び制御弁４００の開度を決定するとともに、その決定したポンプＤｕｔｙ及びバルブ開度θとなるようにポンプ５００及び制御弁４００を制御する（Ｓ１１６）。
【００２９】
なお、第１目標水温Ｔｍａｐは、エンジン負荷が大きいときの水温に比べて、エンジン負荷が小さいときの水温の方が高くなるように決定される。
【００３０】
因みに、本実施形態では、ポンプ５００への印加電圧は、ポンプ５００に印加する電圧のデューティ比（以下、これをポンプＤｕｔｙと呼ぶ。）を制御することにより行われており、ポンプＤｕｔｙが大きいとはポンプ５００への印加電圧が大きいことを意味し、ポンプＤｕｔｙが小さいとはポンプ５００への印加電圧が小さいことを意味する。
【００３１】
さらに、制御弁４００の開度（以下、制御弁４００の開度をバルブ開度と呼ぶ。）が大きくなるとは、ラジエータ流量Ｖｒが増大し、一方、バイパス流量Ｖｂが減少していくことを意味している。
【００３２】
一方、Ｓ１１４にてＮが２以上であると判定された場合には、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲（本実施形態では、目標水温Ｔｍａｐを基準として±２℃の範囲）であるか否かを判定し（Ｓ１２０）、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲であるときは、Ｓ１１０にて決定されたポンプＤｕｔｙとバルブ開度とから図５、６に示すマップに従って第２目標水温Ｔｂｍを決定する（Ｓ１３０）。
【００３３】
なお、図６は図５に示す数値マップをグラフ化したものであり、図５、６に示される値は、エンジン負荷、外気温、及び始動スイッチの状態によって変化するものである。
【００３４】
そして、バイパス水温Ｔｂと第２目標水温Ｔｂｍとを比較し（Ｓ１４０）、バイパス水温Ｔｂと第２目標水温Ｔｂｍとが等しい場合には、バルブ開度θが１００％であるか否か判定する（Ｓ１５０）。このとき、バルブ開度θが１００％であると判定された場合には、現在のバルブ開度θ及び現在のポンプＤｕｔｙを維持し（Ｓ１６０）、Ｓ１００戻る。
【００３５】
なお、Ｓ１４０にてバイパス水温Ｔｂと第２目標水温Ｔｂｍとが異なると判定されたとき、又はＳ１５０にてバルブ開度θが１００％未満であると判定されたときには、図６に示すマップから第２目標水温Ｔｂｍがバイパス水温Ｔｂと等しくなり、かつ、ポンプＤｕｔｙが最小となるバルブ開度θを決定するとともに、その決定したポンプＤｕｔｙ及びバルブ開度θとなるようにポンプ５００及び制御弁４００を制御する（Ｓ１７０）。
【００３６】
一方、Ｓ１２０にてポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲外であるときは、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより高いか否か判定する（Ｓ１８０）。ここで、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより高いか否かを判定するとは、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲の上限値より高いか否かを判定することである。
ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより高いとき、つまり、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲の上限値より高いときには、そのときのポンプＤｕｔｙを維持したまま、バルブ開度θを増大させる（Ｓ１９０）。
【００３７】
次に、バルブ開度θが１００％であるか否か判定し（Ｓ２００）、バルブ開度θが１００％未満であるときは、Ｓ１００に戻り、一方、バルブ開度θが１００％であるときは、ポンプＤｕｔｙを増大させてＳ１００に戻る（Ｓ２１０）。
【００３８】
また、Ｓ１２０にてポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲外であると判定され、かつ、Ｓ１８０にてポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより低いと判定されたときは、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲の下限値より低いときである。このときには、Ｓ１８０からＳ２２０に進み、ラジエータ２００での放熱量（ラジエータ流量Ｖｒ）を減少させるべく、ポンプＤｕｔｙを小さくして循環冷却水量を小さくするとともに、その小さくしたポンプＤｕｔｙがデューティ制御範囲の最小値（本実施形態では、１０％）であるか否かを判定する（Ｓ２３０）。
【００３９】
そして、その小さくしたポンプＤｕｔｙがデューティ制御範囲の最小値より大きいときには、Ｓ１００に戻り、一方、その小さくしたポンプＤｕｔｙがデューティ制御範囲の最小値と等しいときには、バルブ開度を小さくした後（Ｓ２４０）、Ｓ１００に戻る。
【００４０】
なお、デューティ制御範囲の最小値とは、ポンプ５００を可動制御するに必要な最小印加電圧に相当するものである。
【００４１】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００４２】
図７はポンプ５００の特性を示すグラフであり、このグラフからも明らかなようにポンプＤｕｔｙが一定であっても、ポンプ５００の負荷（ポンプ仕事）、つまり通水抵抗が小さくなる（バルブ開度θが大きくなる）ように変化すると、ポンプ５００の吐出流量（循環冷却水量）が増大するように変化する。
【００４３】
なお、このような特性は、本実施形態に係るポンプ５００の固有特性ではなく、ＪＩＳＢ８３０１に示されるポンプ試験成績表に記載のごとく、一般的な特性である。
【００４４】
このため、ポンプＤｕｔｙを一定として、通水抵抗を小さい（バルブ開度θを大きく）していくと、ポンプ５００の吐出圧（ポンプ５００を駆動する電動モータのトルク）が小さくなってき、図８に示すように、ポンプ５００の通電量（ポンプ５００を駆動する電動モータに流れる電流値）が減少していく。
【００４５】
以上に述べたことから明らかなように、所定のポンプ５００の吐出流量（循環冷却水量）を得る際には、通水抵抗をできるだけ小さく（バルブ開度θをできるだけ大きく）した状態で、ポンプＤｕｔｙを小さくすれば、ポンプ５００の消費動力（消費電力）を低減することができる。
【００４６】
そこで、本実施形態では、Ｓ１７０で示されるように、ポンプ５００において消費されると推定される電力量に基づいて流量制御弁４００の開度を制御することにより、ポンプ５００の消費動力（消費電力）の低減を図っている。
【００４７】
したがって、本実施形態では、Ｓ１００〜Ｓ１６０に示されるように、エンジンを冷却するに十分なラジエータ流量Ｖｒを確保した上で、省動力化の向けた制御弁４００及びポンプ５００の制御が開始されるため、エンジン冷却装置としての冷却機能を損なうことなく、省動力化を図ることができる。
【００４８】
また、Ｓ２３０、Ｓ２４０に示されるように、ポンプ５００への印加電圧が所定範囲内の最小値となっている場合において、ラジエータ流量Ｖｒを減少させるときには、流量制御弁４００の開度を縮小してバイパス流量を増大させているので、ポンプ５００を安定的に制御しながらラジエータ流量Ｖｒを制御することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
ところで、第１実施形態は、同じ吐出流量を得るには、バルブ開度θを大きくして通水抵抗を小さくし、ポンプＤｕｔｙを下げることによりポンプ５００の省動力化を図ったものであるが、さらに詳細検討したところ、以下に述べる問題を有していることが判った。
【００５０】
すなわち、図９は図１に示す冷却装置の通水系の通水抵抗を示す等価回路であり、各部の通水抵抗によっては、バルブ開度θが１００％未満のときに通水系の全通水抵抗が最小となる場合がある。以下、この全通水抵抗が最小となるバルブ開度θを最小抵抗開度θｍｉｎと呼ぶ。
【００５１】
このため、例えばポンプＤｕｔｙが１００％のときに、バルブ開度θが最小抵抗開度θｍｉｎとなると、図１０に示すように、バルブ開度θが１００％のときより循環冷却水量が増大するので、図１１に示すように、ポンプ５００への通電量（ポンプ５００を駆動する電動モータに流れる電流値）がポンプＤｕｔｙが１００％のときに流れる電流値より大きくなってしまい、ポンプ５００（の電動モータ）に流れる電流値が許容電流値を超えてしまうおそれがある。
【００５２】
そして、許容電流値を超える電流値が流れる状態が継続すると、ポンプ５００（の電動モータを駆動する制御回路等）が壊れてしまうおそれがある。なお、この問題に対しては、許容電流値が高いポンプ５００を使用すればよいが、この手段では冷却装置の製造原価上昇を招いてしまう。
【００５３】
そこで、本実施形態では、ポンプ５００への印加電圧（ポンプＤｕｔｙ）が所定範囲内の最大値（１００％）となっている場合においては、バルブ開度θが最小抵抗開度θとしないようにポンプ５００及び制御弁４００を制御することにより、ポンプ５００（の電動モータを駆動する制御回路等）が壊れてしまうことを未然に防止するものである。
【００５４】
以下、本実施形態の詳細を図１２に示すフローチャートに基づいて述べる。
【００５５】
車両のイグニッションスイッチ（図示せず）が投入された後、エンジン１００が始動すると、カウンタ値をリセットした後（Ｓ２５０）、回転センサ６２４、圧力センサ６１０、第１〜３水温センサ６２１〜６２３、外気温センサ６２５及び始動スイッチ６２６の検出値を読み込む（Ｓ３００）。
【００５６】
そして、エンジン１００の回転数及び吸入負圧よりエンジン負荷を演算するとともに、その演算したエンジン負荷に基づいて、図示しないマップから目標とするエンジン１００に流入する冷却水の温度（以下、この水温を第１目標水温Ｔｍａｐと呼ぶ。）を決定する（Ｓ３１０）。
【００５７】
次に、各種入力信号の読込回数Ｎ＝Ｎ＋１を演算し（Ｓ３１２）、カウンタの読込回数が１であるか否かを判定する（Ｓ３１４）。そして、Ｎが１である場合には、エンジン１００始動直後であるものと見なして、図示しないマップから初期値として第１目標水温Ｔｍａｐに対するポンプ５００の印加電圧及び制御弁４００の開度を決定するとともに、その決定したポンプＤｕｔｙ及びバルブ開度θとなるようにポンプ５００及び制御弁４００を制御する（Ｓ３１６）。
【００５８】
一方、Ｓ３１４にてＮが２以上であると判定された場合には、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲（本実施形態では、目標水温Ｔｍａｐを基準として±２℃の範囲）であるか否かを判定し（Ｓ３２０）、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲であるときは、現在のポンプＤｕｔｙが１００％であるか否かを判定する（Ｓ３３０）。
【００５９】
そして、現在のポンプＤｕｔｙが１００％であるときには、バルブ開度θが最小抵抗開度θｘとなることを禁止した状態でバルブ開度θを制御し（Ｓ３４０）、一方、現在のポンプＤｕｔｙが１００％でないときには、現状のバルブ開度θ及びポンプＤｕｔｙを維持する（Ｓ３５０）。
【００６０】
また、Ｓ３２０にてポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲外であるときは、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより高いか否か判定する（Ｓ３６０）。ここで、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより高いか否かを判定するとは、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲の上限値より高いか否かを判定することである。
ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより高いとき、つまり、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲の上限値より高いときには、そのときのポンプＤｕｔｙを維持したまま、バルブ開度θを所定開度だけ増大させる（Ｓ３７０）。
【００６１】
次に、バルブ開度θを所定開度だけ増大させ時のバルブ開度θが１００％であるか否かを判定し（Ｓ３８０）、バルブ開度θが１００％であるときには、ポンプＤｕｔｙを所定量だけ増大させ（Ｓ３９０）、一方、バルブ開度θが１００％未満であるときには、Ｓ３００に戻る。
【００６２】
そして、Ｓ３９０にてポンプＤｕｔｙを増大させた時のポンプＤｕｔｙが１００％であるか否かを判定し（Ｓ４００）、ポンプＤｕｔｙが１００％であるときには、バルブ開度θが最小抵抗開度θｘとなることを禁止した状態でバルブ開度θを制御し（Ｓ４１０）、一方、ポンプＤｕｔｙが１００％未満であるときには、Ｓ３００に戻る。
【００６３】
また、Ｓ３２０にてポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲外であると判定され、かつ、Ｓ３６０にてポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐ＋αより低いと判定されたときは、ポンプ入口水温Ｔｐが第１目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲の下限値より低いときである。このときには、Ｓ３６０からＳ４２０に進み、、そのときのバルブ開度θを維持したまま、ラジエータ流量Ｖｒを減少させるべく、ポンプＤｕｔｙを小さくして循環冷却水量を小さくするとともに、その小さくしたポンプＤｕｔｙがデューティ制御範囲の最小値（本実施形態では、１０％）であるか否かを判定する（Ｓ４３０）。
【００６４】
そして、その小さくしたポンプＤｕｔｙがデューティ制御範囲の最小値より大きいときには、Ｓ３００に戻り、一方、その小さくしたポンプＤｕｔｙがデューティ制御範囲の最小値と等しいときには、バルブ開度を小さくした後（Ｓ４４０）、Ｓ３００に戻る。
【００６５】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ポンプ５００をデューティ制御したが本発明はこれに限定されるものではなく、その他の制御方式であってもよい。
【００６６】
なお、上述の実施形態では、ポンプ５００の電動モータはＤＣブラシレスモータを採用した本発明はこれに限定されるものではなく、その他形式の電動モータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御弁とポンプとが一体化されたものの外形図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る冷却装置の制御フローを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る冷却装置に使用されるバルブ開度θとポンプＤｕｔｙとの関係を示す数値マップである。
【図６】本発明の第１実施形態に係る冷却装置に使用されるバルブ開度θとポンプＤｕｔｙとの関係を示すグラフである。
【図７】ポンプ特性示すグラフである。
【図８】ポンプ特性示すグラフである。
【図９】通水系の等価回路図である。
【図１０】（ａ）はバルブ開度θと吐出圧力との関係を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
【図１１】（ａ）は流量と電流値との関係を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る冷却装置の制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００…エンジン（液冷式内燃機関）、２００…ラジエータ、
２３０…送風機、３００…バイパス回路、４００…ロータリ式流量制御弁、
５００…電動ポンプ、６００…電子制御装置、６１０…圧力センサ、
６２１…第１水温センサ、６２２…第２水温センサ、
６２３…第３水温センサ。

Claims

液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液を冷却し、冷却した冷却液を前記液冷式内燃機関（１００）に還流させるラジエータ（２００）と、
前記液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液を前記ラジエータ（２００）を迂回させて前記液冷式内燃機関（１００）に還流させるバイパス回路（３００）と、
前記バイパス回路（３００）を流通する冷却液のバイパス流量と前記ラジエータ（２００）を流通する冷却液のラジエータ流量とを制御する電動式流量制御弁（４００）と、
前記液冷式内燃機関（１００）と独立に稼働し、前記液冷式内燃機関（１００）と前記ラジエータ（２００）とに冷却液を循環させる電動式ポンプ（５００）と、
前記電動式流量制御弁（４００）と前記電動式ポンプ（５００）とを連動させて電気的に制御する制御手段（６００）とを有し、
前記制御手段（６００）は、前記液冷式内燃機関（１００）に流入する冷却液の温度（Ｔｐ）が、目標とする第１目標温度（Ｔｍａｐ）を基準とする所定範囲の上限値より高いときに前記電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を増大して前記ラジエータ流量を増大させ、更に、前記電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）が所定開度まで増大すると前記電動式ポンプ（５００）への印加電圧を増大させることを特徴とする液冷式内燃機関の冷却装置。
前記制御手段（６００）は、前記液冷式内燃機関（１００）に流入する冷却液の温度（Ｔｐ）が、前記所定範囲の下限値より低いときには、前記電動式ポンプ（５００）への印加電圧を減少させ、更に、前記電動式ポンプ（５００）への印加電圧が所定値まで減少すると前記電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を減少させて前記ラジエータ流量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の液冷式内燃機関の冷却装置。
前記制御手段（６００）は、前記液冷式内燃機関（１００）に流入する冷却液の温度（Ｔｐ）が、前記所定範囲内であるときには、前記液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液の温度（Ｔｂ）が目標とする第２目標温度（Ｔｂｍ）と等しい状態で、前記電動式ポンプ（５００）への印加電圧が最小となるように前記電動式流量制御弁（４００）の開度（θ）を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の液冷式内燃機関の冷却装置。
液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液を冷却し、冷却した冷却液を前記液冷式内燃機関（１００）に還流させるラジエータ（２００）と、
前記液冷式内燃機関（１００）から流出する冷却液を前記ラジエータ（２００）を迂回させて前記液冷式内燃機関（１００）に還流させるバイパス回路（３００）と、
前記バイパス回路（３００）を流通する冷却液のバイパス流量と前記ラジエータ（２００）を流通する冷却液のラジエータ流量とを制御する電動式流量制御弁（４００）と、
前記液冷式内燃機関（１００）と独立に稼働し、前記液冷式内燃機関（１００）と前記ラジエータ（２００）とに冷却液を循環させる電動式ポンプ（５００）と、
前記電動式流量制御弁（４００）と前記電動式ポンプ（５００）とを連動させて電気的に制御する制御手段（６００）とを有し、
前記制御手段（６００）は、前記電動式ポンプ（５００）への印加電圧が所定範囲内の最大値となっている場合においては、前記バイパス流量と前記ラジエータ流量との流量比が所定流量比となることを禁止するように前記電動式流量制御弁（４００）を制御することを特徴とする液冷式内燃機関の冷却装置。