JP4603224B2 - 車両用エンジンの冷却方法と同装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は車両のエンジンの冷却方法と装置に関するものである。
【０００２】
本発明は具体的には、エンジンを貫流して冷却液の循環を行わせるためのポンプを具備する冷却液の回路と、これとは異なる循環流路とを有する流体回路を備えた冷却装置に関する。車両の温度に関するこの装置は、前記回路を構成する複数の流路に設けても良い。
【０００３】
【従来の技術】
冷却システムは、燃料の燃焼時の熱応力に抗してエンジンの性能を維持するためのものである。冷却システムは、エンジンの冷却という第一義的な目的に加えて、車室の暖房のような車両の利用者の快適性全般を改善又は保証する副次的な目的を有する場合がある。
【０００４】
冷却装置の寸法は、全負荷で最大出力状態にあるエンジンを基準に決定されているので、当該寸法は車両の殆どの運転状態では過大になっている。
【０００５】
従って、エンジンの機能に関するパラメータは最適化されておらず、結果的に、燃料消費の上昇、排出汚染物質の増大、温度と騒音の上昇のようなエンジン性能の低下をもたらすことになる。
【０００６】
ドイツ特許出願第４０３３２６１号は、放熱手段を含む循環回路を形成した冷却液の回路を具備する内燃機関の冷却システムを開示するものである。当該流体回路は、さらに、放熱手段と並列に設けられた、エンジンに直接帰還する分岐路を有する。放熱手段と分岐路との間の冷却液の分岐は、温度を感知して作動するバルブによって行われる。追加されたシャッターが冷却液のエンジン方向への還流を防止して、エンジンの温度上昇を加速する。
【０００７】
しかし、この冷却システムは、エンジンの熱交換を最適化するものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的の１つは、上述の従来技術が有していた課題を全面的又は部分的に解消することのできる車両用エンジンの冷却方法を提案することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、電子的手段によって制御された比例型アクチュエータを具備するバイパスと冷却液の帰還路を直結又はバイパスさせる手段とを有する流体回路において冷却液の体積と流量を調整することを含む車両用エンジンの冷却方法であって、冷却液の温度を決定する過程と、決定された温度を予め設定された第１の閾値および第２の閾値と比較する過程と、前記冷却液の温度が第１の閾値と第２の閾値の間であればアクチュエータの開度が少なくとも一時的に冷却液の温度に比例するようにアクチュエータの開度を制御する過程とを有する方法によって達成される。
【００１０】
本発明の他の実施形態によれば、冷却液の温度が第１の閾値よりも低いときは、前記バイパスを流れる冷却液の循環を停止させるか流量を制限する過程を有する。
【００１１】
本発明の他の目的は、従来技術が有する上述の課題を全面的又は部分的に解決することができる車両用エンジンの冷却装置を提案することである。
【００１２】
この目的は、車両のエンジンを通って冷却液を循環させるポンプと温度に関連して作動する装置を具備した複数の流路を有する流体回路を備えた車両用エンジンの冷却装置であって、流体回路に備えられた複数の流路のうちの少なくともいくつかは冷却液の循環を調節するために電子的手段によって制御されたアクチュエータを有し、冷却装置は車両の運転状態に関する情報を取得する手段を具備し、当該情報取得手段は前記アクチュエータの動作を制御する手段と関連して流体回路を循環する冷却液の体積と流量を調整してエンジンの作動を最適化し、前記回路は、電子的手段によって制御された比例型アクチュエータを有するバイパスと冷却液の帰還路を直結又はバイパスさせる手段とを具備し、前記情報取得手段は冷却液の温度を決定して、冷却液の温度が第１の閾値と第２の閾値の間であれば、アクチュエータの開度を少なくとも一時的に冷却液の温度に比例するように制御することを特徴とする装置によって達成される。
【００１３】
さらに、本発明は、以下に記載する特徴を１つ以上具備することができる。
−冷却液の温度が第１の閾値よりも低ければ、前記制御手段はバイパス内の冷却液の循環を停止させるか流量を制限する。
−冷却液の温度が第２の閾値よりも高ければ、前記制御手段は前記アクチュエータの開度を少なくとも一時的に開くように指示する。
−冷却液の温度が第１の閾値よりも低ければ、前記制御手段は、バイパス内の流量がバイパスの最大流量の約１／５０から約１／５になるようにアクチュエータを開く。
−冷却液の温度が第１の閾値と第２の閾値の間であれば、アクチュエータと冷却液の温度の関係を示す曲線がヒステリシスを描くように、温度が上昇するときはバイパスのアクチュエータの開度を拡大し、冷却液の温度が低下するときはバイパスのアクチュエータの開度を縮小する。
−前記アクチュエータの開度の拡大は、冷却液の温度が第１の閾値を予め設定された第１の値だけ越えたときに開始する。
−前記アクチュエータの開度の縮小は、冷却液の温度が第２の閾値を前記第１の値だけ下回ったときに開始する。
−前記回路は、アクチュエータと放熱手段とを具備するバイパスを有し、冷却液の温度が第２の閾値を越えると前記制御手段がバイパスのアクチュエータを放熱バイパスのアクチュエータの開度に基づいて制御して、放熱バイパスのアクチュエータを開くときはバイパスのアクチュエータを閉じ、放熱バイパスのアクチュエータを閉じるときはバイパスのアクチュエータを開き、さらに、バイパスのアクチュエータの開閉は放熱バイパスのアクチュエータの開閉と同時又は予め設定された一定の時間遅れの後に行なう。
−前記放熱バイパスのアクチュエータは比例型であり、バイパスのアクチュエータの開度が放熱バイパスのアクチュエータの開度に反比例している。
−前記装置は放熱手段と協働する通気手段または「グループ・モト・ヴェンチレータ(Groupe Moto Ventilateur)」を具備し、前記制御手段は、冷却液の温度が上昇したときは通気手段の回転速度が上がるように通気手段を制御する。
−前記通気手段の回転速度の上昇を、冷却液の温度の変化率（ｄＴ／ｄｔ）の関数によって制御する。
−前記冷却液の温度の関数である通気手段の回転速度を、冷却液の温度の変化率（ｄＴ／ｄｔ）に比例する傾斜で直線的に低下させる。
【００１４】
本発明の前記以外の特徴と利点は、添付の図面を参照して以下に記載した発明の詳細な説明によって明らかにする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に基づく冷却装置の好ましい１実施形態を示すものである。当該冷却装置は、冷却用熱交換流体を収容した流体回路２を有する。
【００１６】
当該回路２には流体ポンプ３が設けられており、エンジン１と回路２を構成する複数の流路４、５，６、７、８、４４を循環する冷却液の流れを発生させる。ポンプ３は機械的なポンプが好ましいが、電動ポンプであっても良い。
【００１７】
回路２を構成する複数の流路４、５、６、７、８、４４は、容器１２２または「吐出部容器（ＢＳＥ）」から冷却液を供給される。エンジン１に固定された、好ましくはエンジン１のシリンダヘッドに固定された容器１２２は、エンジン１を循環した冷却液を収集する。流路を循環した冷却液は、エンジン１を再循環する前にコレクタ２３によって収集される。
【００１８】
回路２を構成する流路４、５、６、７、８、４４のうちの少なくとも１つは、内部の冷却液の循環を制御するためにそれぞれに設けられた電子制御アクチュエータ１４、１５、１６、１７、１８、２９を具備するのが好ましい。電子制御アクチュエータは例えば、電動弁である。装置はさらに、車両の動作状態に関する情報を取得するための手段２２を具備する。情報取得手段２２は、アクチュエータ１４、１５、１６、１７、１８、２９の少なくとも１つ以上のための制御手段１９と接続され、エンジンの動作を最適化するために流体回路２を循環する冷却液の体積と流量を調節する。
【００１９】
制御手段１９あるいは情報処理ユニットは、例えば、既知の「情報サービスボックス（ＢＳＩ）」のような適切な演算素子２０であればどのような形式のものでも搭載することができる。演算素子２０は、例えば、プログラム可能なメモリ、および／または、読み取り専用メモリのような情報格納手段２１を具備する。演算素子２０はまた、例えば種々のセンサやエンジン制御用マイコンに代表される他の演算素子のような、車両の動作状態に関する情報を取得するための手段２２と接続されている。
【００２０】
情報取得手段２２は次のパラメータの内の１つ以上を決定することができるのが望ましい。該パラメータは、エンジンの回転速度、エンジンの出力トルク、車両の速度、エンジン潤滑オイルの温度、エンジン冷却液の温度、エンジンからの排気ガスの温度、車両の外気温度、車内の温度である。車両の動作状態に関する種々の情報は演算素子２０によって処理解析されて、アクチュエータ１４、１５、１６、１７、１８、２９と、場合によってはポンプ３の制御に用いられる。
【００２１】
本発明によれば、回路２を構成する複数の異なる流路４、５、６、７、８、４４を循環するあるいは循環しない冷却液の流量又は体積は、エンジン１の熱的状態に依存する。例えば、エンジン１の状態を３つ定義しておくことができ、それぞれ、エンジンが「冷たい」第１の状態、エンジンが「熱い」第２の状態、エンジンが冷たい状態と熱い状態の間である「中間状態」である。
【００２２】
エンジン１の熱的状態は、冷却液の温度Ｔに基づいて、さらに好ましくはエンジン１の出口における温度の関数として把握するのが好ましい。冷却液の温度が予め設定された温度に関する第１の閾値Ｔ_１より低ければ、エンジン１の状態は冷たいと解釈される。同様に、冷却液の温度Ｔが予め設定された温度に関する第２の閾値Ｔ_２より高ければ、エンジン１は熱いと解釈される。最後に、冷却液の温度が第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２の間であれば、エンジン１の状態は中間的である。
【００２３】
第１の閾値Ｔ_１、および／または、第２の閾値Ｔ_２は固定値であっても良いし、エンジン１の形式によって決定される変数であっても良い。第１の閾値Ｔ_１、および／または、第２の閾値Ｔ_２は、エンジン１の形式とエンジン１の動作パラメータのうちの少なくとも１つに基づく変数であるのが好ましい。例えば、第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２は、エンジン１の平均出力Ｐｍの関数である。つまり、制御手段１９は情報取得手段２２と協働して、エンジン１のその時点における平均出力Ｐｍを算出する。
【００２４】
次に制御手段１９は第１の閾値Ｔ_１、および／または、第２の閾値Ｔ_２を、その時点での平均出力Ｐｍとエンジン１の予め設定された動作モデルに基づいて算出する。エンジンのモデルは、エンジンの平均出力Ｐｍに基づいて、冷たい状態、熱い状態と中間状態（第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２）とを定義する。
【００２５】
時刻ｔにおける、キロワット（ｋＷ）単位で表現したエンジンの出力Ｐ（ｔ）は、下記の式によって表現される。
Ｐ（Ｔ）＝２πＮＣ／６０×１０００
ここで、Ｎはその時点でのエンジンの回転数ｒｐｍ、Ｃはその時点でのエンジンのトルクＮ・ｍである。回転数ＮとトルクＣは情報取得手段２２、つまり適切なセンサを使用することで測定することができる。従来例によれば、エンジンの回転数Ｎは、０から約６０００ｒｐｍの間であり、トルクは、０から３５０Ｎ・ｍの間である。
【００２６】
制御手段１９は次に時刻ｔにおけるそのエンジンの出力Ｐ（ｔ）と当該時刻における平均出力Ｐｍ（ｔ）を算出する。その時点の平均出力Ｐｍ（ｔ）は、下記の式によって算出することができる。
Ｐｍ（ｔ）＝｛（ｔ−１）×Ｐｍ（ｔ−１）＋Ｐｍ（ｔ）｝／ｔ
ここで、Ｐｍ（ｔ−１）は時刻（ｔ−１）における平均出力である。平均出力は、
Ｐｍ（ｔ）＝｛ｃＰｍ（ｔ−１）＋ｋＰ（ｔ）｝／（ｃ＋ｋ）
というような、等価であるが別の式を用いて算出できることは自明である。上の式において、Ｐｍ（ｔ−１）は時刻（ｔ−１）における平均出力であり、Ｐ（ｔ）は時刻ｔにおける出力であり、ｃとｋとは重み付け係数である。
【００２７】
演算素子１９、および／または、情報格納手段２１は、エンジンの冷たい状態、熱い状態及び中間状態毎のエンジン１の動作に関するモデル（第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２）を、平均出力Ｐｍの関数として保持する。つまり、エンジン形式それぞれについて、実験又は解析に基づいて、エンジン１の平均出力Ｐｍ毎の閾値Ｔ_１とＴ_２を値を算出して、対照表を作成する。エンジンの形式に対応するこの表あるいはモデルは、例えば、多項式で表現された関数である。第１の閾値Ｔ_１は一般的に、平均出力の増加と共に減少する関数である。
【００２８】
第１の閾値Ｔ_１は約２０度から約６０度の間で変化し、好ましくは約３０度から約５０度の間である。第２の閾値Ｔ_２は約６０度から約１００度の間で変化する。第２の閾値Ｔ_２は一般に、８０度近傍で概ね一定である。
【００２９】
制御手段１９は情報取得手段２２と協働して、冷却液の温度Ｔを２つの閾値Ｔ_１およびＴ_２と比較する。
【００３０】
処理の単純化のために、測定された冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１に到達した時以降、制御手段１９は第１の閾値Ｔ_１を一定値とすることにする。図３は、同一のグラフに、時刻ｔの関数として、冷却液の温度Ｔと平均出力の関数である第１の閾値Ｔ_１（Ｐｍ）を図示したものである。平均出力が一定であれば、所定の温度ＴとＴ_１（Ｐｍ）に対して、冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１に到達したとき以降、第１の閾値Ｔ_１の値は一定値Ｔ_１ｆから殆ど変化しないことが分かる。
【００３１】
ここで図１を参照すると、回路２は、電子的な手段によって制御された第１のアクチュエータ１８と水／オイル交換器１３を具備した第１の流路８を有することが示されている。第１のアクチュエータ１８は「全開又は全閉」形式のものであることが望ましい。制御手段１９は情報取得手段２２と協働して、オイルの温度の上昇速度をより大きくしたり、オイルの温度を予め設定された標準温度Ｔｒ付近に維持するように、第１のアクチュエータ１８を開閉する。
【００３２】
より正確には、情報取得手段２２が決定した冷却液の温度が第１の閾値Ｔ_１よりも低ければ、制御手段１９は、第１の流路８内の冷却液の循環を制限し、あるいはより好ましくは停止させる。
【００３３】
さらに、冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２よりも高ければ、制御手段１９は、オイルの温度が標準温度Ｔｒ近傍になるように調節する。オイルの標準温度Ｔｒは、オイルの最適動作温度に対応するものである。オイルのタイプに依存する標準温度Ｔｒは従来の知識によれば１２０度から１４０度の間であり、好ましくは約１３０度である。このために、情報取得手段２２は、適切なセンサのような潤滑オイル温度の測定手段を具備する。
【００３４】
図４は、時刻ｔと共に変化するオイルの温度Ｔｈを例示したものである。同じグラフに、第１の流路８のアクチュエータ１８の開状態Ｏと閉状態Ｆとを示す矩形信号を図示した。矩形信号の高い方の平坦部はアクチュエータ１８が開状態Ｏであることを示す。矩形信号の低い方の平坦部は、当該アクチュエータ１８が閉状態Ｆであることを示す。
【００３５】
オイルの温度Ｔｈが標準温度ＴｒをΔＴａだけ越えると、制御手段１９はアクチュエータ１８を開状態にして第１の流路８に冷却液を循環させる。あるいは、オイルの温度Ｔｈが標準温度ＴｒよりもΔＴａ以上低くなれば、制御手段１９はアクチュエータ１８を閉状態にして第１の流路８内の冷却液の循環を停止させる。第１のアクチュエータ１８の開状態Ｏと閉状態Ｆを起動する際の温度差ΔＴａは、例えば、約１度から約６度の間である。図４に示したように、温度差ΔＴａは、好ましくは２度である。
【００３６】
このような方法によって、システムの熱的慣性を考慮して、オイルの温度Ｔｈは標準温度Ｔｒから約５度の誤差範囲に維持される。オイルの温度Ｔｈは、これ以上大きくてもあるいは小さくても良いことは自明である。そのためには、標準温度Ｔｒの近傍で第１のアクチュエータを開閉することに関する温度差あるいは温度差の閾値ΔＴａを変更することが必要になるだけである。
【００３７】
冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２の間であるときは、制御手段１９は、冷却液の温度がオイルの温度を予め設定された第２の値ΔＴｂ以上越えない限り、第１のアクチュエータ１８を開状態にしないのが好ましい。当該第２の値ΔＴｂは、例えば、約１０度から約２０度の間であり、好ましくは１５度程度である。このようにすることで、冷却液は、オイルの急速な温度上昇を阻害しない。
【００３８】
再度図１を参照すれば、回路２は、電子的手段によって制御されたアクチュエータ１６とガス抜き容器１１を具備する「ガス抜き」流路６を有することがわかる。
【００３９】
制御手段１９は、冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１よりも高いときは、冷却液の温度がこの閾値Ｔ_１よりも低いときに比較して、前記第２の流路６を流れる冷却液の量が多くなるように冷却液の循環を調節する。
【００４０】
さらに、制御手段１９は、冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２よりも高いときは、冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２よりも低いときに比較して、ガス抜き流路を循環する冷却液の量が多くなるように、ガス抜き流路６内の冷却液の循環を調節する。
【００４１】
さらに、冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２の間であるときは、制御手段１９は、ガス抜き流路６の中の流体の循環を、冷却液の温度Ｔの関数として制御することができる。より正確には、制御手段１９は、冷却液の温度Ｔが上昇するときは、ガス抜き流路６を循環する冷却液の量を増大させることができる。ガス抜き流路６のアクチュエータ１６は、「全開又は全閉」形式、つまり、完全に開放するか完全に閉じるかであるのが好ましい。
【００４２】
図５に示したように、冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２よりも高いときは、制御手段１９は第２のアクチュエータ１６の開放、好ましくは全開を指示する。
【００４３】
また、冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１よりも低いときは、制御手段１９は、エンジン１の平均出力Ｐｍに基づいて第２のアクチュエータ１６の開放を指示することができる。より正確には、制御手段１９は、エンジン１の平均出力Ｐｍが上昇しているときは、ガス抜き流路６を循環する冷却液の量を増大させる。流路６のアクチュエータ１６は、例えば、エンジン１の平均出力Ｐｍに基づく矩形信号によって指示を受ける。矩形信号の値が大きい部分はアクチュエータ１６の開状態Ｏを表わし、値が小さい部分はアクチュエータ１６の閉状態Ｆを表わす。
【００４４】
エンジンが冷たい状態（Ｔ＜Ｔ_１）のときは、アクチュエータ１６に命令を伝える矩形信号は周期的であっても良い。特に、信号の周期Ｐが平均出力Ｐｍの関数として変化するのに対して、アクチュエータ１６が開放されている時間Ｔｏは一定値であってもよい。つまり、弁１６を閉状態にしておく時間は、エンジンの平均出力Ｐｍが次第に増加するときは、直線的に短縮されてもよい。
【００４５】
エンジン１が中間状態（冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２の間）であるときは、制御手段１９は冷却液の温度Ｔの関数として変化する矩形信号によってアクチュエータ１６の開放を命令する。具体的には、冷却液の温度Ｔが上昇しているときは信号の周期Ｐが短縮されていくにもかかわらず、アクチュエータ１６が開放されている時間Ｔｏは一定であってもよい。
【００４６】
図６に示したように、Ｔ_１とＴ_２の間では、矩形信号の周期Ｐは冷却液の温度Ｔに反比例させることができる。さらに、冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２に近づくと、周期Ｐの変化は不連続になり、周期Ｐは開放時間Ｔｏの値で一定になる。つまり、冷却液の温度が例えば第２の閾値Ｔ_２よりも約５度低い温度に達すると、周期Ｐを表わす減少部は水平な一定値をとり直線になる。
【００４７】
アクチュエータ１６の開放時間Ｔｏは、数秒程度、例えば、５秒にすることができる。アクチュエータ１６に対する指示信号は、例えば、５秒から５０秒の間で変化することができる。
【００４８】
第２のアクチュエータに命令を送るために、適切であれば他のどのような形式の信号を使用することもできることは当然である。例えば、前述のように、弁を閉じている時間を変化させずに、あるいはこれを変化させることと合わせて、弁を開放する時間を変化させることも可能である。
【００４９】
図１に示したように、回路２は、電子的手段によって制御されたアクチュエータ１５と、冷却液を直接帰還させるかバイパスさせるかを選択する手段１０を備えた第３の流路を有する。制御手段１９はバイパス５内の冷却液の温度に基づいて当該冷却液の循環を調節することができる。特に、冷却液の温度が第１の閾値Ｔ_１から第２の閾値Ｔ_２に向かって上昇するときは、バイパス５を循環する冷却液の量を増大させる。電子的手段で制御されたバイパス５のアクチュエータ１５は比例型であるのが好ましい。
【００５０】
図７に示したように、冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１よりも低いときは、制御手段１９はバイパス５内の冷却液の循環を、予め定めた流量にまで制限することができる。つまり、バイパス５のアクチュエータ１５はある程度開いておりＯｆ、アクチュエータ１５がある程度開いているＯｆことによって、バイパス５内の流量は、例えば、バイパス５の最大流量の１／５０から１／５の範囲になる。
【００５１】
冷却液の温度が第２の閾値Ｔ_２よりも高いときは、制御手段１９は少なくとも一時的にバイパスのアクチュエータを全開状態Ｏにする（図７）。あるいは、冷却液の温度が第１の閾値Ｔ_１と第２の閾値Ｔ_２の間であれば、アクチュエータ１５の開度は少なくとも一時的に冷却液の温度Ｔに比例する。より正確には、Ｔ_１とＴ_２の間であれば、冷却液の温度が上昇するときはバイパスのアクチュエータ１５の開度は増大し、冷却液の温度Ｔが低下するときは開度は減少する。アクチュエータ１５の開度の変化は、冷却液の温度Ｔに比例させても良い。
【００５２】
アクチュエータ１５の開度を冷却液の温度Ｔの関数として表わす曲線は、ヒステリシスＨを示すものであっても良い。つまり、アクチュエータ１５の開度の増大は、冷却液の温度Ｔが第１の閾値Ｔ_１を予め設定された第１の値Ｅだけ越えたときに開始する。同様に、アクチュエータ１５の開度の減少は、冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２を予め設定した値Ｅだけ下回ったときに開始する。つまり、アクチュエータ１５の開閉は、それぞれの閾値Ｔ_１とＴ_２とは若干異なる温度に基づいて行われる。閾値に対する開始温度の差に相当する値Ｅは、例えば、５度程度である。
【００５３】
再度図１を参照すると、前記の回路は電子的手段によって制御されたアクチュエータ１４と放熱手段９を有する第４の流路４を有することが示されている。放熱手段９は、同様に制御手段１９からの指示を受けるグループモトヴェンチレータ３０と接続されている。第４の流路４のアクチュエータ１４は比例型である。
【００５４】
冷却液の温度Ｔが第２の閾値Ｔ_２よりも高いときは、制御手段１９は、放熱流路４のアクチュエータ１４の開閉に基づいて、バイパス５のアクチュエータ１５に指示を送ることができるものであることが望ましい。
【００５５】
図８は、冷却液の温度Ｔの関数として、第３と第４の流路５と４に設けられたアクチュエータ１５と１４の開度％Ｏを図示したものである。図８に示したように、制御手段１９は、放熱流路４のアクチュエータ１４が開くＯときはバイパス５のアクチュエータ１５を閉じるＦことができる。同様に、放熱流路４のアクチュエータ１４を閉じるＦ時はバイパス５のアクチュエータ１５を開くＯ。バイパス５のアクチュエータ１５の開度は、放熱回路４のアクチュエータ１４の開度に反比例しているのが好ましい。
【００５６】
さらに、バイパス５のアクチュエータ１５の開閉と、放熱回路４のアクチュエータ１４の開閉との間には、予め設定された温度Ｒだけの差を設けることができる。この温度差Ｒは数度、例えば、５度程度にすることができる。
【００５７】
図９に示したように、制御手段１９は冷却液の温度に基づいて通気手段３０を制御することができる。正確には、冷却液の温度Ｔが上昇するときは、通気手段３０の回転速度を上昇させる。
【００５８】
通気手段３０の回転速度Ｖは、冷却液の温度の変化速度ｄＴ／ｄｔに比例して上昇させるのが好ましい。図９は、冷却液の温度Ｔの関数としてグループモトヴェンチレータの回転速度を表わす２つの例に対応する直線ｄ１とｄ２を示した。２つの直線ｄ１とｄ２は、冷却液の温度Ｔの変化率ｄＴ／ｄｔに対応して傾斜が異なっている。冷却液の温度Ｔの変化速度ｄＴ／ｄｔは、制御手段１９によって計算することができる。
【００５９】
図１に示した冷却回路２は、また、電子的な手段によって制御されたアクチュエータ１７と車室の空調手段１２を有する第５の流路７を有している。従来の知識によれば、空調手段１７は、車室の温度が車両の利用者が定めた第１の設定温度Ｔｃとなるように車室の暖房を行うことができる。
【００６０】
制御手段２０は情報取得手段２２と協働して、車両の外気温度Ｔｅを決定する。外気温度Ｔｅが第１の設定温度Ｔｃよりも低ければ、制御手段２０は空調流路７のアクチュエータを開放することができる。同様に、外気温Ｔｅが第１の設定温度Ｔｃよりも高ければ、制御手段２０は空調流路７のアクチュエータを閉じることができる。
【００６１】
同様に、空調手段１２は、第２の設定温度Ｔｒを参照して車室の温度調節を行う機能を有していてもよい。同様に、外気温度Ｔｅが第２の設定温度Ｔｒよりも低ければ、制御手段２０は空調流路７のアクチュエータを開放する。同様に、外気温度Ｔｅが第２の設定温度Ｔｒよりも高ければ、制御手段２０は空調流路７のアクチュエータを閉じる。
【００６２】
前述の第５の流路７は、さらに、追加の昇温手段１６０、および／または、エンジン１の排気ガスを吸気に循環させる手段１５０を有してもよい。従来の知識によれば、エンジン１からの排気ガスの少なくとも一部を吸気に循環させる手段１５０あるいは「排気ガスリサイクリング（ＥＧＲ）」によれば、例えば大気汚染を抑制するために、エンジンの燃焼ガスの温度を制御することができる。
【００６３】
最後に、図１に示した回路２は、エンジン１への吸気の再加熱手段１４０を具備した第６の流路４４を有する。この第６の流路４４はさらに制御手段１９によって電子的に制御されたアクチュエータを具備する。
【００６４】
図２は、本発明に基づく冷却装置の変形例を示したものである。図２に示した装置は、図１の装置と比較すると、空調手段１２と昇温手段１６０が、排気ガス循環手段１５０（ＥＧＲ）が設けられた第６の流路７とは別の、第７の流路４５に設けられている点が異なっている。また、第７の流路４５は、電子制御されたアクチュエータを具備していない。
【００６５】
本発明は図１と２に示した実施例に限定されないことは当然である。冷却装置は、上述の熱機関９、１０、１１、１２、１３、１４０、１５０、１６０、および／または、流路４、５、６、７、８、４４、４５の一部だけを有するものであってもよい。さらに、流路４、５、６、７、８、４４、４５の内の１つ以上は電子制御アクチュエータを有しないものであってもよい。
【００６６】
情報取得手段２２は、少なくとも１つの電子的手段で制御されたアクチュエータの故障を検出することができるものであっても良い。このような場合には、１つ以上のアクチュエータの故障が検出されると、冷却液の温度にかかわらず、制御手段１９は少なくともいくつかの流路を用いて、好ましくは全ての流路を用いて冷却液の自由な循環を行わせる。つまり、システムの故障が検出されたときは、回路２の全ての弁を開放する。
【００６７】
本発明に基づく冷却装置は、構造が簡素で、しかも、実時間でかつ最適な方法で熱交換を行うことができることが容易に理解される。
【００６８】
具体的な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述の手段に等価な物を全て含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づく冷却装置の第１の実施例の構造と機能を表わした概念図である。
【図２】 本発明に基づく冷却装置の第２の実施例を示す図である。
【図３】 同一のグラフに、冷却液の温度Ｔの時間ｔに対する変化と第１の閾値Ｔ_１とを示した図である。
【図４】 回路の第１の流路における、エンジン潤滑オイルの温度Ｔｈの時間ｔに対する経時変化と、電子的手段によって制御されたアクチュエータの開状態Ｏと閉状態Ｆを表わす信号を示した図である。
【図５】 ガス抜き用流路の開状態Ｏと閉状態Ｆを冷却液の温度Ｔの関数として示した図である。
【図６】 ガス抜き用流路に設けられたアクチュエータに対する制御信号の時間Ｐに対する変化の例を冷却液の温度Ｔの関数として示した図である。
【図７】 バイパス弁の開閉状態を冷却液の温度Ｔの関数として示した図である。
【図８】 バイパス弁の開度と放熱手段弁の開度との間の相互関係を示した図である。
【図９】 グループモトヴェンチレータの回転速度の変化を冷却液の温度Ｔの変化の関数として２つ示した図である。

Claims (14)

1. 電子的手段によって制御された比例型アクチュエータ（１５）を具備するバイパス（５）と冷却液の帰還路を直結又はバイパスさせる手段（１０）とを有する流体回路（２）において冷却液の体積と流量を調整することを含む車両用エンジンの冷却方法であって、冷却液の温度（Ｔ）を決定する過程と、決定された温度（Ｔ）を予め設定された第１の閾値（Ｔ_１）および第２の閾値（Ｔ_２）と比較する過程と、前記冷却液の温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）と第２の閾値（Ｔ_２）の間であれば、アクチュエータ（１５）の開度が少なくとも一時的に冷却液の温度（Ｔ）に比例するようにアクチュエータを制御する過程とを有することを特徴とする方法。
2. 前記温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）よりも低ければ、バイパス（５）内の冷却液の循環を停止させるか流量を制限する過程を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 車両のエンジン（１）を通って冷却液を循環させるポンプ（３）と温度に関連して作動する装置（９、１０、１１、１２、１３、１４０、１５０、１６０）を具備する複数の流路（４、５、６、７、８、４４、４５）を有する流体回路（２）を備えた車両用エンジンの冷却装置であって、流体回路（２）に備えられた複数の流路（４、５、６、７、８、４４）のうちの少なくとも１つは循環する冷却液を調節するために電子的手段によって制御されたアクチュエータ（１４、１５、１６、１７、１８、２９）を有し、冷却装置は車両の運転状態に関する情報を取得する手段（２２）を具備し、当該情報取得手段は前記アクチュエータ（１４、１５、１６、１７、１８、２９）の動作を制御する手段（１９）と共に流体回路（２）を循環する冷却液の体積と流量を調整してエンジン（１）の作動を最適化し、
   前記回路（２）は、電子的手段によって制御された比例型アクチュエータ（１５）を有するバイパス（５）と冷却液の帰還路を直結又はバイパスする手段（１０）とを具備し、前記情報取得手段（２２）は冷却液の温度（Ｔ）を決定して、冷却液の温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）と第２の閾値（Ｔ_２）の間であれば、アクチュエータ（１５）の開度を少なくとも一時的に冷却液の温度（Ｔ）に比例するように制御することを特徴とする装置。
4. 冷却液の温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）よりも低ければ、前記制御手段（１９）はバイパス（５）内の冷却液の循環を停止させるか流量を制限する請求項３に記載の装置。
5. 冷却液の温度（Ｔ）が第２の閾値（Ｔ_２）よりも高ければ、前記制御手段（１９）は前記アクチュエータ（１５）の開度を少なくとも一時的に開くように指示することを特徴とする請求項３又は４の何れかに記載の装置。
6. 冷却液の温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）よりも低ければ、前記制御手段（１９）は、バイパス（５）内の流量がバイパス（５）の最大流量の約１／５０から約１／５になるようにアクチュエータ（１５）を部分的に開くことを特徴とする請求項３ないし５の何れかに記載の装置。
7. 冷却液の温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）と第２の閾値（Ｔ_２）の間であれば、アクチュエータ（１５）と冷却液の温度の関係を示す曲線がヒステリシス（Ｈ）を描くように、温度（Ｔ）が上昇するときはバイパス（５）のアクチュエータ（１５）の開度を拡大し、冷却液の温度（Ｔ）が低下するときはバイパス（５）のアクチュエータ（１５）の開度を縮小することを特徴とする請求項３ないし６の何れかに記載の装置。
8. 前記アクチュエータ（１５）の開度の拡大は、冷却液の温度（Ｔ）が第１の閾値（Ｔ_１）を予め設定された第１の値（Ｅ）だけ越えたときに開始されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記アクチュエータ（１５）の開度の縮小は、冷却液の温度（Ｔ）が第２の閾値（Ｔ_２）を前記第１の値（Ｅ）だけ下回ったときに開始されることを特徴とする請求項７又は８の何れかに記載の装置。
10. 前記回路（２）は、アクチュエータ（１４）と放熱手段（９）とを具備するバイパス（４）を有し、冷却液の温度が第２の閾値（Ｔ_２）を越えると前記制御手段（１９）がバイパス（５）のアクチュエータ（１５）を放熱バイパス（４）のアクチュエータ（１４）の開度に基づいて制御して、放熱バイパス（４）のアクチュエータ（１４）を開くときはバイパス（５）のアクチュエータ（１５）を閉じ、放熱バイパス（４）のアクチュエータ（１４）を閉じるときはバイパス（５）のアクチュエータ（１５）を開き、さらに、バイパス（５）のアクチュエータ（１５）の開閉は放熱バイパス（４）のアクチュエータ（１４）の開閉と同時又は予め設定された一定の時間遅れの後に行われることを特徴とする請求項５に記載の装置。
11. 前記放熱バイパス（４）のアクチュエータ（１４）が比例型であり、バイパスのアクチュエータ（１５）の開度が放熱バイパス（４）のアクチュエータ（１４）の開度に反比例していることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記装置は放熱手段（９）と協働する通気手段（３０）を具備し、前記制御手段（１９）は、冷却液の温度（Ｔ）が上昇したときは通気手段（３０）の回転速度が上がるように通気手段（３０）を制御することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
13. 前記通気手段（３０）の回転速度（Ｖ）の上昇は、冷却液の温度（Ｔ）の変化率（ｄＴ／ｄｔ）の関数によって制御されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記冷却液の温度（Ｔ）の関数である通気手段（３０）の回転速度は、冷却液の温度の変化率（ｄＴ／ｄｔ）に比例する傾斜で直線的に低下することを特徴とする請求項１３に記載の装置。

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