JP5196014B2

JP5196014B2 - エンジンの冷却装置

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Publication number: JP5196014B2
Application number: JP2011512281A
Authority: JP
Inventors: 幸一星; 祥尚篠田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-05-08
Also published as: US20120047893A1; CN102414413A; JPWO2010128549A1; WO2010128549A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンの冷却装置に関し、特に流通する冷媒でエンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段を備えたエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気系（具体的には例えば排気マニホルド）を水などの冷媒により冷却する技術が知られている。かかる技術に関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で開示されている。特許文献１では排気マニホルドの周囲に形成したウォータジャケットと、該ウォータジャケットに水を噴霧状に噴射する水噴射手段とを備えた排気マニホルド装置が開示されている。このほか本発明と関連性があると考えられる技術として、例えば特許文献２では複数の冷却部に対する冷却媒体の供給割合をそれぞれ変更し得る流量制御弁を備えた内燃機関の冷却制御装置が開示されている。具体的には特許文献２では、排気ポート等の複数の冷却部に冷却水を導く冷却水通路それぞれに流量制御弁を設けた内燃機関の冷却制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２０８６０７号公報
【特許文献２】
特開２００７−１３２３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンにおいては環境問題に対する取組みとして排気エミッションを低減することが求められている。この点、主に軽中負荷運転時の排気エミッションを低減するにあたっては、三元触媒をエンジンに近接した配置とし、早期に三元触媒を暖機させる手法がある。
【０００５】
一方、上記手法を用いた状態で高負荷運転時の排気エミッション低減を行うには、理論空燃比または理論空燃比近傍でエンジンを運転することが望まれる。しかしながら、この場合にはエンジンに近接して触媒を配置したことに起因して、触媒が過熱し、結果劣化の過大な進行や、劣化の過大な進行による排気エミッションの悪化が懸念される。よって、高負荷運転域の排気エミッション低減を考慮すると、三元触媒をエンジンから遠ざけて配置する必要がある。しかし、これでは早期に触媒を暖機させる軽中負荷運転域での排気エミッション低減が不十分になる虞があるため、触媒の浄化を促進させる貴金属の量を多くする必要がある。しかしながら、これら貴金属は希少なものであるため、この場合はコストの増大が懸念される。
【０００６】
これに対してかかる事情のもと、早期に触媒を暖機させる軽中負荷運転域での排気エミッションと高負荷運転時の排気エミッションの更なる低減を好適に両立させることを目的として、排気系を冷媒で冷却し、排気温度を低下させることが考えられている。このようにすれば、触媒の過熱を抑制することも可能になる。このためこのようにすれば、触媒をエンジンに近接して配置することができ、以って早期に触媒を暖機させる軽中負荷運転域での排気エミッションと高負荷運転時の排気エミッションの更なる低減を好適に両立させることも可能になる。
【０００７】
ところで、このように排気系を冷媒で冷却する場合には、エンジン本体を流通する冷媒（例えばエンジンの冷却水であるロングライフクーラント）と共通の冷媒を用いることがコスト面などから合理的であると考えられる。
またエンジン本体を流通する冷媒は、一般にエンジンの出力で駆動する機械式のウォータポンプによって圧送されている。このためエンジン本体を流通する冷媒と共通の冷媒を用いる場合には、冷媒圧送装置として機械式のウォータポンプを用いることがコスト面などから合理的であると考えられる。
【０００８】
ところが、この場合には以下に示す問題が存在する。ここで、エンジン本体と共通の冷媒で排気系を冷却する場合でも、冷媒は適温に維持される必要がある。
この点、エンジン本体を流通する冷媒に対しては、一般に冷却器（例えばラジエータ）による冷却が行われている。また、エンジン本体を流通する冷媒については、一般にエンジン本体の出口側の部分やエンジン本体を流通した直後の流通経路における冷媒温度が、エンジン本体における冷媒温度（以下、エンジン冷媒温度と称す）として検知されている。
このため、冷媒を適温に維持するにあたっては、例えばエンジン冷媒温度に応じてラジエータに流入する冷媒の流量を調節することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、かかるエンジン冷媒温度は、排気系冷却手段における冷媒温度（以下、排気系冷媒温度と称す）を代表してはいない。具体的には図２１に示すように、通常は排気系冷媒温度のほうがエンジン冷媒温度よりも大きくなる傾向がある。これは、通常は排気系冷却手段のほうがエンジン本体よりもサイズが小さいことから、排気系冷却手段のほうがエンジン本体よりも熱容量が小さくなるためである。このため、この場合には排気系冷却手段において冷媒がオーバーヒート或いは沸騰する虞があるといえる。換言すれば、エンジン冷媒温度では、排気系冷却手段における冷媒のオーバーヒートや沸騰現象を把握することは困難であるといえる。
【００１０】
但し、この点に関しては、例えば次のように対処することも考えられる。ここで図２１から、暖機完了後の平均温度については、エンジン冷媒温度よりも排気系冷媒温度のほうが、およそ一定の度合いだけ温度が高くなっていることがわかる。このためこの点に関しては、さらに例えばエンジン冷媒温度を実際に検知した温度よりもある一定の度合いだけ高くなるように設定し直せばよいとも考えられる。
【００１１】
しかしながら、機械式ウォータポンプによってエンジン本体と共通の冷媒を排気系冷却手段に圧送する場合には、さらに以下に示す問題も存在する。
ここで、機械式のウォータポンプの吐出量は一般にエンジンの回転数に比例して増減する。このためエンジンの運転状態が、高回転高負荷であった場合には、排気系冷却手段における冷媒の流量も大きくなる。一方、この場合には吸入空気量が大きく、エンジンの発熱量が大きくなっていることから、排気系冷却手段が排気ガスから受熱する受熱量も増大する。このためこの場合には、排気系冷却手段のうち、排気ガスが流通する流路を形成する壁部に熱がこもり、この結果、当該壁部が高温となる。
【００１２】
そしてさらにその後、エンジンの運転状態が高回転高負荷の運転状態から低回転高負荷の運転状態に移行したとする。この場合、上述の壁部は暫くの間、高温状態に維持される。ところがその一方で、この場合にはエンジン回転数の低下に伴い、排気系冷却手段における冷媒の流量が低下する。このためこの場合には、排気系冷却手段において、排気ガスからの受熱量が冷媒による放熱量を上回る事態が発生する。すなわちこの場合には、排気系冷却手段における冷媒の流量が、エンジンの発熱量に対して一時的に不足気味となる事態が発生する。
【００１３】
一方、これに対して例えば前述したようにエンジン冷媒温度に応じてラジエータに流入する冷媒の流量を調節したとしても、排気系冷却手段で冷媒の流量が不足したことには対応できない。このためこの場合には、仮にエンジン冷媒温度を実際に検知した温度よりもある一定の度合いだけ高くなるように設定し直していた場合であっても、排気系冷却手段において冷媒がオーバーヒート或いは沸騰する虞がある点で問題があった。
【００１４】
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジン本体を流通する冷媒と共通の冷媒によりエンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段を備える場合に、排気系冷却手段で冷媒がオーバーヒート或いは沸騰することを防止或いは抑制可能なエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するための本発明は、複数の冷媒循環経路に共通の冷媒を圧送する冷媒圧送装置と、前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路にエンジン本体が組み込まれたエンジンと、前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、前記エンジン本体よりも熱容量が小さく、且つ流通する冷媒で前記エンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段と、前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、流通する冷媒を冷却する冷却器と、前記エンジンの運転状態が前記エンジンのスロットル弁の開度変化が所定値以下である定常状態の場合には、前記エンジンの吸入空気量に基づき前記排気系冷却手段に流通させる冷媒の流量を決定し、前記エンジンの運転状態が前記スロットル弁の開度変化が前記所定値より大きい過渡状態の場合には、前記エンジン本体を流通した冷媒の温度と前記エンジンの吸気温度と前記エンジンの回転数と前記エンジンの吸入空気量とに基づき排気系の冷却損失を推定し、前記排気系の冷却損失に基づき前記排気系冷却手段に流通させる冷媒の流量を決定する流量決定手段と、前記流量決定手段が決定した前記流量で前記排気系冷却手段に冷媒が流通するように、前記冷媒圧送装置が圧送する冷媒の流量を制御する流量制御手段と、を備えたエンジンの冷却装置である。
【００１６】
また本発明において、前記流量決定手段は、前記エンジン本体を流通した冷媒の温度と前記エンジンの吸気温度との和と、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの吸入空気量と、の積に基づいて前記排気系の冷却損失を推定してもよい。
［００１７］
また本発明は前記排気系冷却手段のうち、排気ガスが流通する流路を形成する壁部の温度について推定をする推定手段と、前記推定に基づき、前記流量決定手段が決定する冷媒の流量を補正する補正手段と、をさらに備えた構成であることが好ましい。
発明の効果
［００１８］
本発明によればエンジン本体を流通する冷媒と共通の冷媒によりエンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段を備える場合に、排気系冷却手段で冷媒がオーバーヒート或いは沸騰することを防止或いは抑制できる。
【図面の簡単な説明】
［００１９］
［図１］実施例１に係るエンジンの冷却装置（以下、単に冷却装置と称す）１００Ａを模式的に示す図である。図１ではサーモスタット６０の閉弁時である冷間時の冷却水循環経路を構成する配管等を破線で、サーモスタット６０の開弁時である温間時の冷却水循環経路を構成する配管等を実線でそれぞれ示すとともに、これらに対して冷却水Ｗの流通方向を矢印で示している。なお、このことは図５から図１０までについても同様である。
【図２】水冷式排気マニホルド３０を模式的に示す図である。
【図３】水冷式排気マニホルド３０を流通する冷却水Ｗの流量特性を示す図である。
【図４】流量可変構造７０を模式的に示す図である。破線は実線の状態からアイドラプーリ７４がベルト７３を押し込んだときの状態を示す。
【図５】第１の冷却水循環経路８１を示す図である。
【図６】第２の冷却水循環経路８２を示す図である。
【図７】第３の冷却水循環経路８３を示す図である。
【図８】第４の冷却水循環経路８４を示す図である。
【図９】第５の冷却水循環経路８５を示す図である。
【図１０】第６の冷却水循環経路８６を示す図である。
【図１１】ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１Ａの具体的な構成を模式的に示す図である。
【図１２】（ｅｔｈｗ＋ｅｔｈａ）×ＮＥ／１００×ＧＡと実際の冷却損失Ｑｗとの関係を示す図である。Ｒ^２は相関の度合いを示す値であり、１に近いほど相関の度合いが高いことを示す。なお、これは図１４においても同様である。
【図１３】ＥＣＵ１Ａの動作をフローチャートで示す図である。
【図１４】吸入空気量ＧＡと実際の冷却損失Ｑｗとの関係を示す図である。
【図１５】積算吸入空気量ΣＧＡに応じて設定した流量補正量のマップデータを模式的に示す図である。
【図１６】ＥＣＵ１Ｂの動作を示すフローチャートである。
【図１７】ＥＣＵ１Ｂの動作に応じたタイミングチャートの一例である。
【図１８】ＥＣＵ１Ｂによる流量制御の概念を説明するためのタイミングチャートである。実線はエンジン２０の運転状態が高回転高負荷の運転状態から低回転、且つ高負荷でない運転状態に移行した場合を示し、破線はエンジン２０の運転状態が高回転高負荷の運転状態から低回転高負荷の運転状態に移行した場合の変化を示している。
【図１９】水冷式排気マニホルド３０に窓を設けて可視化し、吸入空気量ＧＡに応じて水冷式排気マニホルド３０内の冷却水Ｗの様子を観察するとともに、水冷式排気マニホルド３０内の水温を測定した結果をまとめた図である。
【図２０】可変式ウォータポンププーリ７６をベルト７３Ｂとともに模式的に示す図である。具体的には（ａ）では、各プーリ部材７６ａが当接した状態のプーリ７６を示し、（ｂ）では、各プーリ部材７６ａが離間した状態のプーリ７６を示している。
【図２１】エンジン冷間始動後のエンジン冷媒温度および排気系冷媒温度の変化の一例を車速、エンジン回転数およびスロットル開度と共に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
冷却装置１００Ａについて図１から図１１までを用いて説明する。図１に示すように、冷却装置１００ＡはＥＣＵ１Ａと、ウォータポンプ１０と、エンジン２０と、水冷式排気マニホルド３０と、ヒータコア４０と、ラジエータ５０と、サーモスタット６０とを備えている。ウォータポンプ１０はエンジン２０に組み付けられている。ウォータポンプ１０はエンジン２０の出力で駆動する機械式のポンプであり、冷媒である冷却水Ｗを圧送する。ウォータポンプ１０の吐出量はエンジン２０の回転数ＮＥに比例して増減する。
【００２２】
エンジン２０はエンジン本体２１を有している。エンジン本体２１は、図示しないシリンダヘッドおよびシリンダブロックで構成されている。エンジン本体２１には、ウォータジャケット２２とバイパス通路２３と連通路２４とが形成されている。ウォータジャケット２２には冷却水Ｗが流通し、ウォータジャケット２２を流通する冷却水Ｗはエンジン本体２１を冷却する。バイパス通路２３はウォータジャケット２２からサーモスタット６０に冷却水Ｗを流通させる。バイパス通路２３はウォータジャケット２２のうち、出口側の部分と外部とを連通している。連通路２４はバイパス通路２３の入口側の部分と外部とを連通している。エンジン本体２１には冷却水Ｗの温度である冷却水温ＴＨＷを検知する水温センサ９１と、エンジン２０の回転数ＮＥを検出するために用いられるエンジン回転数センサ９２とが設けられている。水温センサ９１はウォータジャケット２２の出口側の部分で冷却水温ＴＨＷを検知するように設けられている。
【００２３】
水冷式排気マニホルド３０は、エンジン本体２１に組み付けられている。水冷式排気マニホルド３０はエンジン２０の各気筒から排出された排気を合流させる。図２に示すように、水冷式排気マニホルド３０は複数の排気管３０１を全体的に包む外壁部３０２を備えている。外壁部３０２は、複数の排気管３０１との間に冷却水流路を形成している。水冷式排気マニホルド３０では、冷却水導入口３０３から冷却水流路に冷却水Ｗが供給されるとともに、冷却水流路から冷却水排出口３０４を介して冷却水Ｗが排出される。水冷式排気マニホルド３０を流通する冷却水Ｗの流量はエンジン２０の回転数ＮＥに比例して増減する（図３参照）。本実施例では水冷式排気マニホルド３０が排気系冷却手段となっており、複数の排気管３０１が、排気ガスが流通する流路を形成する壁部となっている。
【００２４】
図１に戻り、ヒータコア４０は冷却水Ｗと空気との間で熱交換を行う。ヒータコア４０は図示しない空調装置で用いられている。空調装置はヒータコア４０で暖められた空気を車両の車室内に送風することで暖房装置として機能する。ラジエータ５０は、走行風或いは図示しない電動ファンの送風によって流通する冷却水Ｗからの放熱を促進し、冷却水Ｗを冷却する。本実施例ではラジエータ５０が冷却器となっている。サーモスタット６０は冷間時に閉弁し、温間時に開弁することで冷却水Ｗの流通を制御するように作動する。
【００２５】
冷却装置１００Ａは、図４に示す流量可変構造７０を備えている。流量可変構造７０は、例えば吸入空気量ＧＡや、エンジン２０の負荷率や、吸気管の圧力に応じたウォータポンプ１０の回転数制御を可能にすることができる。そして流量可変構造７０はウォータポンプ１０の回転数制御を可能にすることで、水冷式排気マニホルド３０を流通する冷却水Ｗの流量を可変にする。流量可変構造７０はクランクプーリ７１と、ウォータポンププーリ７２と、ベルト７３と、アイドラプーリ７４と、アクチュエータ７５とを備えている。
【００２６】
プーリ７１はエンジン２０の図示しないクランクシャフトに連結されている。
プーリ７２はウォータポンプ１０の回転軸に連結されている。プーリ７２は円錐台状の形状を有し、軸方向一端から他端に向かって径が次第に縮小している。
ベルト７３はリング状の形態を有しており、これらプーリ７１、７２に掛けられている。プーリ７２上におけるベルト７３の定位置は一端側となっている。
プーリ７４はプーリ７１、７２間で、ベルト７３に当接するように設けられている。プーリ７４はアクチュエータ７５に接続されている。
アクチュエータ７５は、ベルト７３を加圧可能な方向に沿ってプーリ７４を駆動できるように設けられている。かかるアクチュエータ７５としては、例えば直動機構を組み合わせたステップモータを用いることができる。
【００２７】
流量可変構造７０の動作は次の通りである。エンジン２０運転中には、クランクシャフトとともにプーリ７１が回転する。プーリ７１の回転はベルト７３を介してプーリ７２に伝達される。そしてプーリ７２が回転すると、これに応じてウォータポンプ１０が駆動する。このときウォータポンプ１０は回転数ＮＥに応じた吐出量で冷却水Ｗを圧送する。
一方、アクチュエータ７５がプーリ７４を駆動し、プーリ７４をベルト７３に押し付けた場合には、ベルト７３のテンションが高まる。そしてさらに破線で示すようにベルト７３がプーリ７４によって押し込まれた場合には、ベルト７３がプーリ７２上で一端側からより径が小さい他端側にスライドする。これにより、ベルト７３に対応するプーリ７２の径が縮小する。このためこれにより、ウォータポンプ１０の回転が高まり、吐出量が増大する。なお、ウォータポンプ１０の吐出量は、アクチュエータ７５を逆に動作させることで減少させることもできる。
【００２８】
冷却装置１００Ａは、図５から図１０までに示すように複数の冷媒循環経路に相当する第１から第６までの複数の冷却水循環経路８１から８６までを有している。第１、第２および第３の冷却水循環経路８１、８２、８３は、サーモスタット６０の閉弁時に冷却水Ｗの流通が許可される循環経路となっている。また、第４、第５および第６の冷却水循環経路８４、８５、８６は、サーモスタット６０の開弁時に冷却水Ｗの流通が許可される循環経路となっている。ウォータポンプ１０は具体的にはこれら冷却水循環経路８１から８６までに共通の冷却水Ｗを圧送する。本実施例ではウォータポンプ１０が冷媒圧送装置となっている。
【００２９】
複数の冷却水循環経路８１から８６までにはウォータポンプ１０、エンジン２０、水冷式排気マニホルド３０、ヒータコア４０、ラジエータ５０またはサーモスタット６０のうちのいずれかの構成が適宜組み込まれている。そして、複数の冷却水循環経路８１から８６までにおいて、これらの各構成は直接或いは配管を介して互いに接続されている。次に複数の冷却水循環経路８１から８６までについてさらに具体的に説明する。
【００３０】
第１の冷却水循環経路８１は具体的には、ウォータポンプ１０と、エンジン本体２１と、ヒータコア４０と、サーモスタット６０とが組み込まれるとともに、この順に冷却水Ｗが流通する循環経路となっている。またエンジン本体２１を流通する際、冷却水Ｗは具体的にはウォータジャケット２２を流通する。
第２の冷却水循環経路８２は具体的には、ウォータポンプ１０と、エンジン本体２１と、サーモスタット６０とが組み込まれるとともに、この順に冷却水Ｗが流通する循環経路となっている。またエンジン本体２１を流通する際、冷却水Ｗは具体的にはウォータジャケット２２とバイパス通路２３とをこの順に流通する。
第３の冷却水循環経路８３は具体的にはウォータポンプ１０と、水冷式排気マニホルド３０と、エンジン本体２１と、サーモスタット６０とが組み込まれるとともに、この順に冷却水Ｗが流通する循環経路となっている。またエンジン本体２１を流通する際、冷却水Ｗは具体的には連通路２４とバイパス通路２３とをこの順に流通する。
第１から第３までの冷却水流通経路８１から８３までは、ラジエータ５０を含まない循環経路となっている。
【００３１】
第４の冷却水循環経路８４は具体的には、ウォータポンプ１０と、エンジン本体２１と、ヒータコア４０と、サーモスタット６０とが組み込まれるとともに、この順に冷却水Ｗが流通する循環経路となっている。またエンジン本体２１を流通する際、冷却水Ｗは具体的にはウォータジャケット２２を流通する。
第５の冷却水循環経路８５は具体的には、ウォータポンプ１０と、エンジン本体２１と、ラジエータ５０と、サーモスタット６０とが組み込まれるとともに、この順に冷却水Ｗが流通する循環経路となっている。またエンジン本体２１を流通する際、冷却水Ｗは具体的にはウォータジャケット２２を流通する。
第６の冷却水循環経路８６は具体的には、ウォータポンプ１０と、水冷式排気マニホルド３０と、ラジエータ５０と、サーモスタット６０とが組み込まれるとともに、この順に冷却水Ｗが流通する循環経路となっている。
【００３２】
そして、このように構成された複数の冷却水循環経路８１から８６までにおいて、水冷式排気マニホルド３０には、サーモスタット６０の開弁時および閉弁時にともに冷却水Ｗが流通するようになっている。このため流量可変構造７０は、サーモスタット６０の開弁時と閉弁時とでともに（すなわちエンジン２０運転中に）、水冷式排気マニホルド３０に流通する冷却水Ｗの流量を適宜変更できるようになっている。
【００３３】
図１１に示すように、ＥＣＵ１ＡはＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４等からなるマイクロコンピュータと入出力回路５、６とを備えている。これらＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４、および入出力回路５、６は互いにバス７で接続されている。ＥＣＵ１Ａは主にエンジン２０を制御するように構成されている。ＥＣＵ１Ａは具体的には例えば図示しない燃料噴射弁を制御するように構成されている。またＥＣＵ１Ａはこのほかアクチュエータ７５を制御するように構成されている。これらの制御対象はＥＣＵ１Ａに電気的に接続されている。
【００３４】
またＥＣＵ１Ａには水温センサ９１や、エンジン回転数センサ９２や、エアフロメータ９３（さらに具体的には吸入空気量センサ９３ａおよび吸気温度センサ９３ｂ）や、スロットル開度センサ９４などの各種のセンサが電気的に接続されている。そして、冷却水温ＴＨＷは水温センサ９１の出力に基づき、回転数ＮＥはエンジン回転数センサ９２の出力に基づき、エンジン２０の吸入空気量ＧＡおよび吸気温度ＴＨＡはエアフロメータ９３の出力に基づき、吸入空気量ＧＡを調節するスロットル弁（図示省略）の開度ＴＡはスロットル開度センサ９４の出力に基づき、ＥＣＵ１Ａでそれぞれ検出される。
【００３５】
ＲＯＭ３はＣＰＵ２が実行する種々の処理が記述されたプログラムやマップデータなどを格納するための構成である。ＣＰＵ２がＲＯＭ３に格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭ４の一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで、ＥＣＵ１Ａでは各種の制御手段や判定手段や検出手段や算出手段などが機能的に実現される。
【００３６】
この点、ＥＣＵ１Ａでは例えばエンジン２０の吸入空気量ＧＡを含む複数の推定因子を検出する検出手段と、検出手段により検出された複数の推定因子に基づき、水冷式排気マニホルド３０で冷媒が排気から受ける受熱量である冷却損失Ｑｗを推定する推定手段（以下、冷却損失推定手段と称す）とが機能的に実現される。
上述の複数の推定因子が吸入空気量ＧＡを含むこととしているのは、吸入空気量ＧＡが冷却損失Ｑｗと高い線形的な相関関係を有しているためである。
そして上述の複数の推定因子は、冷媒温度である冷却水温ＴＨＷ、吸気温度ＴＨＡ、または回転数ＮＥのうち、少なくともいずれか１つをさらに含むことが好ましい。これは、これら４因子が冷却損失Ｑｗに対して大きな影響力を持つ因子であることによる。
【００３７】
具体的には例えば初期状態などエンジン２０の運転環境条件が異なれば、冷却損失Ｑｗも異なってくる。これに対して、冷却水温ＴＨＷと吸気温度ＴＨＡとはエンジン２０の運転環境条件を表すことができる。また、エンジン２０のフリクションが増大すれば、エンジン２０から発生する熱量が増大することから、冷却損失Ｑｗも増大する傾向にある。これに対して、回転数ＮＥはエンジン２０のフリクションの大きさを表すことができる。このため、冷却損失Ｑｗをより高い精度で推定するにあたっては、冷却水温ＴＨＷ、吸気温度ＴＨＡ、または回転数ＮＥのうち、少なくともいずれか１つをさらに含むことが好ましい。
【００３８】
さらに冷却損失Ｑｗはこれら４因子をすべて含んだ次の式（１）に基づき推定することが最も好ましい。
Ｑｗ＝（ＴＨＷ＋ＴＨＡ）×ＮＥ×ＧＡ・・・式（１）
すなわち冷却損失Ｑｗは、冷却水温ＴＨＷと吸気温度ＴＨＡとの和と、回転数ＮＥと、吸入空気量ＧＡとの積により算出した値に基づき推定することが最も好ましい。これは、運転状態に定常状態と過渡状態とを含むエンジン２０の台上試験の結果、式（１）に基づき冷却損失Ｑｗを推定した場合に、実際の冷却損失Ｑｗとの間に最も高い線形的な相関関係が認められたことによる（図１２参照）。このためＥＣＵ１Ａでは、具体的には式（１）に基づき冷却損失Ｑｗを推定するようにしている。
【００３９】
またＥＣＵ１Ａでは、エンジン２０の運転状態を判定する判定手段として、スロットル弁の開度変化ΔＴＡに基づき、エンジン２０の運転状態が定常状態であるか、或いは過渡状態であるかを判定する手段（以下、第１の運転状態判定手段と称す）が機能的に実現される。具体的には第１の運転状態判定手段は、開度変化ΔＴＡが所定値以下である場合に定常状態であると判定し、開度変化ΔＴＡが所定値より大きい場合に過渡状態であると判定するように実現される。
【００４０】
またＥＣＵ１Ａでは、吸入空気量ＧＡに基づき、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を決定する決定手段（以下、第１の流量決定手段と称す）が機能的に実現される。具体的には第１の流量決定手段は、本実施例ではエンジン２０の運転状態が定常状態である場合に、吸入空気量ＧＡに基づき水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を決定するように実現される。
【００４１】
さらにＥＣＵ１Ａでは、冷却損失Ｑｗに基づき、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を決定する決定手段（以下、第２の流量決定手段と称す）が機能的に実現される。具体的には第２の流量決定手段は、エンジン２０の運転状態が過渡状態である場合に、冷却損失推定手段が推定した冷却損失Ｑｗに基づき水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を決定するように実現される。
【００４２】
このほかＥＣＵ１Ａでは、冷却水Ｗの流量制御を行う制御手段（以下、流量制御手段と称す）が機能的に実現される。具体的には流量制御手段は、流量可変構造７０（具体的にはアクチュエータ７５）を制御対象として、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を第１または第２の流量決定手段が決定した流量にする制御を行うよう実現される。なお、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量は、ウォータポンプ１０の吐出量を決定および制御することで、同時に決定および制御されることになる。
【００４３】
次にＥＣＵ１Ａの動作について図１３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートはエンジン２０運転中にごく短い時間間隔で繰り返し実行される。ＥＣＵ１Ａはスロットル開度ＴＡを検出するとともに、スロットル開度変化ΔＴＡを算出する（ステップＳ１）。続いてＥＣＵ１Ａは、算出した開度変化ΔＴＡが所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２で肯定判定であれば、エンジン２０の運転状態が定常状態であると判定される。このときＥＣＵ１Ａは吸入空気量ＧＡを検出する（ステップＳ３）。
【００４４】
続いてＥＣＵ１Ａは、検出した吸入空気量ＧＡに基づき、ウォータポンプ１０の吐出量を決定する（ステップＳ４）。このときＥＣＵ１Ａは具体的には吸入空気量ＧＡに応じた冷却水流量特性（以下、第１の冷却水流量特性と称す）に基づき、ウォータポンプ１０の吐出量を決定する。続いてＥＣＵ１Ａはアクチュエータ７５を制御し、ウォータポンプ１０の吐出量を決定した吐出量に変更する（ステップＳ８）。ステップＳ８の後には、本フローチャートを一旦終了する。
【００４５】
一方、ステップＳ２で否定判定であれば、エンジン２０の運転状態が過渡状態であると判定される。このときＥＣＵ１Ａは冷却水温ＴＨＷ、吸気温度ＴＨＡ、回転数ＮＥおよび吸入空気量ＧＡを検出する（ステップＳ５）。続いてＥＣＵ１Ａは、式（１）に基づき冷却損失Ｑｗを算出（推定）する（ステップＳ６）。さらにＥＣＵ１Ａは、算出した冷却損失Ｑｗに基づき、ウォータポンプ１０の吐出量を決定する（ステップＳ７）。このときＥＣＵ１Ａは具体的には冷却損失Ｑｗに応じた冷却水流量特性（以下、第２の冷却水流量特性と称す）に基づき、ウォータポンプ１０の吐出量を決定する。ステップＳ７の後にはステップＳ８に進む。
【００４６】
ところで、上述の第１の冷却水流量特性は、ＲＯＭ３に予め格納されたマップデータで定義されている。そして、このマップデータでウォータポンプ１０の吐出量は吸入空気量ＧＡに比例して増減するように設定されている。そしてこれにより、同時に水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量が吸入空気量ＧＡに比例して増減するように設定されている。
同様に上述の第２の冷却水流量特性は、ＲＯＭ３に予め格納されたマップデータで定義されている。そして、このマップデータでウォータポンプ１０の吐出量は冷却損失Ｑｗに比例して増減するように設定されている。そしてこれにより、同時に水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量が冷却損失Ｑｗに比例して増減するように設定されている。
第１および第２の冷却水流量特性は、例えば複数の冷却水循環経路８１から８６までの間で冷却水Ｗの流通態様が切り替わる冷間時および温間時毎に備えることができる。そしてこれにより、冷却水Ｗの流通態様が切り替わる場合であっても、流量可変構造７０でより適切な流量制御を行うことができる。
【００４７】
次に冷却装置１００Ａの作用効果について説明する。ここで、水冷式排気マニホルド３０における冷却水Ｗのオーバーヒートを防止或いは抑制すべく、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を変更するにあたっては、例えば回転数ＮＥに比例して流量を増減させることも考えられる。しかしながら、エンジン２０の運転状態が定常状態である場合、吸入空気量ＧＡは実際の冷却損失Ｑｗと極めて高い線形的な相関関係を有している（図１４参照）。またエンジン２０の発熱量の観点から考えても、冷却水流量特性は排気ガス量と略等しい吸入空気量ＧＡに比例して冷却水Ｗの流量を増減させることが可能な特性であることが望ましいといえる。
【００４８】
これに対して、冷却装置１００Ａでは定常時にＥＣＵ１Ａが第１の冷却水流量特性に基づき、ウォータポンプ１０の吐出量(換言すれば、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量)を決定するとともに変更する。すなわち、冷却装置１００Ａでは回転数ＮＥや排気温度の如何に関わらず、定常状態にあるエンジン２０の発熱量に応じて、発熱量が大きい場合ほど、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を適切に増大させることができる。このため冷却装置１００Ａは、定常時に水冷式排気マニホルド３０で冷却水Ｗがオーバーヒート或いは沸騰することを好適に防止或いは抑制できる。なお、さらに具体的にはこれにより、例えば水冷式排気マニホルド３０の排気ガス冷却効率の低下や、熱歪が生じることによる水冷式排気マニホルド３０の耐久性ないし信頼性の低下や、冷却水Ｗの劣化が生じることを防止或いは抑制できる。
【００４９】
一方、エンジン２０の運転状態が過渡状態である場合には、点火時期の変動や、過渡状態に移行する前の運転状態の違いがエンジン２０の発熱量に影響を及ぼす。これに対して式（１）に基づく冷却損失Ｑｗは、図１２に示すように過渡時において実際の冷却損失Ｑｗと高い線形的な相関関係を有している。そして、冷却装置１００Ａでは、過渡時にＥＣＵ１Ａが第２の冷却水流量特性に基づきウォータポンプ１０の吐出量(換言すれば、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量)を決定するとともに変更する。すなわち、冷却装置１００Ａでは過渡状態にあるエンジン２０の発熱量に応じて、発熱量が大きい場合ほど、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量を適切に増大させることができる。このため冷却装置１００Ａは、過渡時にも水冷式排気マニホルド３０で冷却水Ｗがオーバーヒート或いは沸騰することを好適に防止或いは抑制できる。
また冷却装置１００Ａは流量可変構造７０を備えている。このため冷却装置１００Ａは、機械式のウォータポンプ１０で冷却水Ｗを圧送する場合であっても、水冷式排気マニホルド３０を流通する冷却水Ｗの流量を変更することができる。
【００５０】
なお、水冷式排気マニホルド３０における冷却水Ｗのオーバーヒートを過渡時に防止或いは抑制するにあたっては、例えばエンジン２０の最大発熱量に見合った冷却水Ｗの流量を設定することも考えられる。しかしながらこの場合には、発熱量が比較的小さい過渡時に、冷却水Ｗの流量が不必要に大きくなってしまうことになる。このためこの場合には水冷式排気マニホルド３０が過冷却状態に陥り、この結果、エンジン２０の燃費や、水冷式排気マニホルド３０の耐久性ないし信頼性に悪影響が及ぶ虞がある。これに対して冷却装置１００Ａでは、過渡状態にあるエンジン２０の発熱量に応じて、ＥＣＵ１Ａが冷却水Ｗの流量を変化させる。このため冷却装置１００Ａは、水冷式排気マニホルド３０がかかる過冷却状態に陥ることも防止或いは抑制できる。
【実施例２】
【００５１】
本実施例に係る冷却装置１００Ｂは、ＥＣＵ１Ａの代わりにＥＣＵ１Ｂを備えている点以外、冷却装置１００Ａと実質的に同一のものとなっている。また、ＥＣＵ１Ｂは、以下に示す判定手段と推定手段と補正手段とがさらに機能的に実現される点以外、ＥＣＵ１Ａと実質的に同一のものとなっている。このため本実施例では冷却装置１００ＢおよびＥＣＵ１Ｂについては図示省略する。
【００５２】
ＥＣＵ１Ｂでは、エンジン２０の運転状態を判定する判定手段として、吸入空気量ＧＡに基づき、エンジン２０の運転状態が高回転高負荷であるか否かを判定する手段（以下、第２の運転状態判定手段と称す）が機能的に実現される。具体的には第２の運転状態判定手段は、吸入空気量ＧＡが所定値以上である場合に高回転高負荷であると判定し、吸入空気量ＧＡが所定値未満である場合に高回転高負荷でないと判定するように実現される。
【００５３】
またＥＣＵ１Ｂでは、水冷式排気マニホルド３０のうち、排気ガスが流通する流路を形成する壁部（具体的には複数の排気管３０１）の温度について推定をする推定手段（以下、壁部温度推定手段と称す）が機能的に実現される。壁部温度推定手段は本実施例では具体的にはエンジン２０の運転状態が高回転高負荷である場合に、壁部が高温であると推定をするように実現される。
【００５４】
またＥＣＵ１Ｂでは、壁部温度推定手段の推定に基づき、第１または第２の流量決定手段のうち、エンジン２０の運転状態に応じた流量決定手段が決定するウォータポンプ１０の吐出量を補正する補正手段（以下、流量補正手段と称す）が機能的に実現される。この点、水冷式排気マニホルド３０に流通させる冷却水Ｗの流量は、ウォータポンプ１０の吐出量を補正することで同時に補正されることになる。
【００５５】
流量補正手段は具体的には以下に示すように実現される。すなわち、流量補正手段は壁部が高温である場合には、吸入空気量ＧＡを積算することで積算吸入空気量ΣＧＡを算出する。そして流量補正手段は、算出した積算吸入空気量ΣＧＡに応じた流量補正量を、第１または第２の冷却水流量特性のうち、エンジン２０の運転状態に応じた冷却水流量特性に設定されたウォータポンプ１０の吐出量に加算する。
また流量補正手段は壁部の温度が高温でなくなった場合には、積算吸入空気量ΣＧＡから現在の吸入空気量ＧＡを減算することで、積算吸入空気量ΣＧＡを更新する。そして流量補正手段は更新した積算吸入空気量ΣＧＡが所定値（例えばゼロ）以上である場合に、積算吸入空気量ΣＧＡに応じた流量補正量を第１または第２の冷却水流量特性のうち、エンジン２０の運転状態に応じた冷却水流量特性に設定された冷却水Ｗの流量に加算する。
流量補正量は、具体的には図１５に示すようにＲＯＭ３に予め格納されたマップデータで高負荷域の積算吸入空気量ΣＧＡに応じ、比例して増減するように設定されている。
【００５６】
次にＥＣＵ１Ｂの動作を図１６に示すフローチャートを用いて、図１７に示すタイミングチャートを参照しつつ説明する。図１６に示すように、ＥＣＵ１Ｂはまず吸入空気量ＧＡを検出する（ステップＳ１１）。続いてＥＣＵ１Ｂは、検出した吸入空気量ＧＡが高負荷判定の判定閾値である所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で肯定判定であれば、エンジン２０の運転状態が高回転高負荷であると判定される。またステップＳ１２で肯定判定であれば、壁部が高温であると推定される。このときＥＣＵ１Ｂは高負荷判定フラグをＯＮにする（ステップＳ１３）。図１７において、時間Ｔ１の状態がこのときの状態に対応している。
【００５７】
続いてＥＣＵ１Ｂは検出した吸入空気量ＧＡを積算し、積算吸入空気量ΣＧＡを算出する（ステップ１４）。さらにＥＣＵ１Ｂは、積算吸入空気量ΣＧＡに応じた流量補正量を第１また第２の冷却水流量特性のうち、エンジン２０の運転状態に応じた冷却水流量特性に設定されたウォータポンプ１０の吐出量に加算する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の後には、本フローチャートを一旦終了する。そしてステップＳ１２で否定判定されるまでの間、ＥＣＵ１ＢはステップＳ１１からＳ１５までに示す処理を繰り返し実行する。
【００５８】
一方、ステップＳ１２で否定判定であれば、エンジン２０の運転状態が高回転高負荷でないと判定される。またステップＳ１２で否定判定であれば、壁部が高温でないと判定される。このときＥＣＵ１Ｂは高負荷判定フラグをＯＦＦにする（ステップＳ１６）。図１７において、時間Ｔ２の状態がこのときの状態に対応している。続いてＥＣＵ１Ｂは積算吸入空気量ΣＧＡから現在の吸入空気量ＧＡを減算し、積算吸入空気量ΣＧＡを更新する（ステップＳ１７）。さらにＥＣＵ１Ｂは、算出した積算吸入空気量ΣＧＡが所定値（ここではゼロ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【００５９】
ステップＳ１８で肯定判定であった場合には、ステップＳ１５に進む。そしてステップＳ１８で否定判定されるまでの間、ＥＣＵ１Ｂはこれらの処理を繰り返し実行する。一方、ステップＳ１８で否定判定であった場合には、ＥＣＵ１Ｂは積算吸入空気量ΣＧＡをリセットする（ステップＳ１９）。図１７において、時間Ｔ３がこのときの状態に対応している。そしてここまでの一連の動作で、流量補正量は図示の積算吸入空気量ΣＧＡの面積に応じた分だけ加算されたことになる。
【００６０】
次に冷却装置１００Ｂの作用効果について説明する。ここで、エンジン２０の運転状態が高回転高負荷の運転状態から低回転の運転状態に変化したとする。この場合には、図１８に示すように回転数ＮＥが低下するとともに、吸入空気量ＧＡ（すなわちエンジン２０の発熱量）が低下する。ところが、水冷式排気マニホルド３０の壁部には、高回転高負荷時の排気ガスからの受熱により熱がこもっている。そして特にエンジン２０の運転状態が、高回転高負荷の運転状態から低回転高負荷の運転状態に変化した場合には、水冷式排気マニホルド３０の壁部の温度が、図１８に破線で示すように暫くの間、高いままの状態となる。
【００６１】
一方、この場合には回転数ＮＥの低下に伴い冷却水Ｗの流量が低下することから、水冷式排気マニホルド３０の冷却能力が低下する。このためこの場合には、吸入空気量ＧＡや冷却損失Ｑｗに基づき決定された流量だけでは冷却が間に合わず、水冷式排気マニホルド３０において冷却水Ｗがオーバーヒート或いは沸騰する虞がある。具体的には、図１９に示すように冷却水Ｗが高温化し、沸騰現象が局所的に確認される状態となることがある。そしてこの場合、具体的には例えば沸騰部位における水冷式排気マニホルド３０の排気ガス冷却効率の低下や、各部の温度差で熱歪が生じることによる水冷式排気マニホルド３０の耐久性ないし信頼性の低下や、沸騰した冷却水Ｗの劣化が生じる。
【００６２】
これに対して冷却装置１００Ｂでは、ＥＣＵ１Ｂが積算吸入空気量ΣＧＡに応じた流量補正量を、第１または第２の冷却水流量特性のうち、エンジン２０の運転状態に応じた冷却水流量特性に設定されたウォータポンプ１０の吐出量に加算する。これにより、水冷式排気マニホルド３０を流通する冷却水Ｗの流量をさらに増大させることができる。このためこれにより、暫くの間、高温のままとなる水冷式排気マニホルド３０の壁部を適切に冷却することができる。このため冷却装置１００Ｂは、エンジン２０の運転状態がさらに高回転高負荷の運転状態から低回転高負荷の運転状態に移行した場合でも、水冷式排気マニホルド３０で冷却水Ｗがオーバーヒート或いは沸騰することを好適に防止或いは抑制できる。
【００６３】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
例えば上述した実施例では、流量可変手段として流量可変構造７０を備えた場合について説明した。しかしながら本発明においては必ずしも限られず、流量可変手段は冷媒の流量を変更することが可能なその他の適宜の構成であってもよい。
【００６４】
この点、流量可変手段は具体的には例えば図２０に示す可変式ウォータポンププーリ７６によっても実現することができる。このプーリ７６はプーリ７２の代わりに適用することができる。この場合、アイドラプーリ７４はベルト７３のテンションを調節するために利用され、アクチュエータ７５は不要となる。
プーリ７６は、円錐台状の一対のプーリ部材７６ａを備えている。プーリ７６は、軸方向中央を中心として、互いに離間、接近するように各プーリ部材７６ａを駆動させることが可能な構造を備えている。ベルト７３は各プーリ部材７６ａに均等に掛かるようにしてプーリ７６に掛けられている。プーリ７６は油圧駆動式となっており、アクチュエータ７５の代わりに制御対象として適用することで、ＥＣＵ１Ａの制御のもと、油圧を切り替えることで各プーリ部材７６ａを駆動することが可能になっている。
【００６５】
各プーリ部材７６ａの定位置は、図２０（ａ）に示すように各プーリ部材７６ａが互いに当接する位置となっている。そして、図２０（ｂ）に示すように各プーリ部材７６ａが互いに離間する方向に駆動されると、これに伴いベルト７３に対応する径がプーリ７６上で縮小される。したがってこれにより、ウォータポンプ１０の回転を高め、吐出量を増大させることができる。またプーリ７６を逆に動作させることで、ウォータポンプ１０の吐出量を減少させることができる。そして流量可変手段としてかかるプーリ７６を備えることでも、機械式のウォータポンプ１０で冷却水Ｗを圧送する場合に冷却水Ｗの流量を変更することができる。
【００６６】
また上述した実施例では、実際の冷却損失Ｑｗとの相関関係が高く、より適切な流量制御を行える点で好適であるため、定常時に第１の流量決定手段が流量を決定し、過渡時に第２の流量決定手段が流量を決定する場合について説明した。
しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、例えば定常時および過渡時ともに流量決定手段が、第１の流量決定手段または第２の流量決定手段のうち、いずれか一方の流量決定手段であってもよい。この場合には、制御の簡素化を図ることができる。またこの場合には、定常時と過渡時が比較的短時間の間に繰り返された場合に、第１の流量決定手段と第２の流量決定手段とによって流量が段差的に繰り返し変更されることを防止でき、以って流量可変手段の信頼性の向上や、制御の安定化を図ることができる。
また、本発明においては、例えば少なくとも定常時には第１の流量決定手段が流量を決定するようにしてもよく、少なくとも過渡時には第２の流量決定手段が流量を決定するようにしてもよい。
また、第１または第２の流量決定手段のうち、いずれか一方の流量決定手段が定常時および過渡時に流量を決定する場合には、排気系冷却手段の受熱量に基づき流量を決定する第２の流量決定手段のほうが、全体としてより適切な流量制御を行える点で好適である。
また、第１の流量決定手段または第２の流量決定手段のうち、いずれか一方の流量決定手段が定常時および過渡時に流量を決定する場合、補正手段は、当該流量決定手段が決定する流量を補正するようにすることができる。
また、定常時に第１の流量決定手段が流量を決定し、過渡時に第２の流量決定手段が流量を決定する場合であっても、補正手段が流量を補正する時には、第１または第２の流量決定手段のうち、いずれか一方の流量決定手段（例えば第２の流量決定手段）が流量を決定するようにしてもよい。この場合には流量可変手段の信頼性の向上や、制御の安定化を図ることができる。
【００６７】
また上述した実施例では、冷媒圧送装置が機械式ウォータポンプ１０である場合に好適であることから、かかる場合について説明した。しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、例えば冷媒圧送装置が電動ウォータポンプである場合でも、本発明を適用することにより排気冷却手段で冷媒がオーバーヒート或いは沸騰することを好適に防止或いは抑制できる。
【００６８】
また、上述した実施例では排気系冷却手段が水冷式排気マニホルド３０である場合について説明した。しかしながら、本発明においては必ずしもこれに限られず、排気系冷却手段は流通する冷媒でエンジンの排気系を冷却することが可能なその他の適宜の構成であってもよい。この点、排気系冷却手段は例えば排気マニホルドとエンジンとの間に設けられるとともに、これらを接続するように構成されたアダプタでも実現することができる。
【００６９】
また、流量決定手段や推定手段や補正手段などの各種手段は主にエンジン２０を制御するＥＣＵ１で実現することが合理的であるが、例えばその他の電子制御装置や専用の電子回路などのハードウェアやこれらの組み合わせによって実現されてもよい。この点、流量決定手段や推定手段や補正手段などの各種手段は、例えば複数の電子制御装置や複数の電子回路等のハードウェアや電子制御装置と電子回路等のハードウェアとの組み合わせによって分散制御的に実現されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１ＥＣＵ１０ウォータポンプ
２０エンジン３０水冷式排気マニホルド
３０１排気管４０ヒータコア
５０ラジエータ６０サーモスタット
１００冷却装置

Claims

複数の冷媒循環経路に共通の冷媒を圧送する冷媒圧送装置と、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路にエンジン本体が組み込まれたエンジンと、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、前記エンジン本体よりも熱容量が小さく、且つ流通する冷媒で前記エンジンの排気系を冷却する排気系冷却手段と、
前記複数の冷媒循環経路のうち、少なくとも１つの冷媒循環経路に組み込まれ、流通する冷媒を冷却する冷却器と、
前記エンジンの運転状態が前記エンジンのスロットル弁の開度変化が所定値以下である定常状態の場合には、前記エンジンの吸入空気量に基づき前記排気系冷却手段に流通させる冷媒の流量を決定し、前記エンジンの運転状態が前記スロットル弁の開度変化が前記所定値より大きい過渡状態の場合には、前記エンジン本体を流通した冷媒の温度と前記エンジンの吸気温度と前記エンジンの回転数と前記エンジンの吸入空気量とに基づき排気系の冷却損失を推定し、前記排気系の冷却損失に基づき前記排気系冷却手段に流通させる冷媒の流量を決定する流量決定手段と、
前記流量決定手段が決定した前記流量で前記排気系冷却手段に冷媒が流通するように、前記冷媒圧送装置が圧送する冷媒の流量を制御する流量制御手段と、を備えたエンジンの冷却装置。
請求項１記載のエンジンの冷却装置であって、
前記流量決定手段は、前記エンジン本体を流通した冷媒の温度と前記エンジンの吸気温度との和と、前記エンジンの回転数と、前記エンジンの吸入空気量と、の積に基づいて前記排気系の冷却損失を推定するエンジンの冷却装置。
請求項１または２記載のエンジンの冷却装置であって、
前記排気系冷却手段のうち、排気ガスが流通する流路を形成する壁部の温度について推定をする推定手段と、
前記推定に基づき、前記流量決定手段が決定する冷媒の流量を補正する補正手段と、をさらに備えたエンジンの冷却装置。