JP6397445B2

JP6397445B2 - 車両

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Publication number: JP6397445B2
Application number: JP2016091789A
Authority: JP
Inventors: 坂本　繁; 繁坂本; 愛海須田; 雄介山内; 高橋　豊; 豊高橋; 嘉之金坂
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: CN107339144A; CN110017206B; CN107339144B; US20170314454A1; DE102017108914A1; JP2017198178A; CN110017206A; US10221753B2

Description

本発明は、冷却水が各部に循環される車両に関する。

従来、シリンダブロックおよびシリンダヘッドに対して独立して冷却水を流通させる流路が設けられているとともに、ラジエータに冷却水を流通させる流路と、ラジエータに対して冷却水を迂回させるバイパス流路とがサーモスタットバルブによって接続された車両が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−３２４４５９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両では、サーモスタットバルブの開閉状態が冷却水の温度によって切り替えられるので、エンジンが例えば高負荷となり急激に温度が上昇するような場合であっても、ラジエータに冷却水を流通させるタイミングが遅れてしまうことになり、冷却水を早期に冷却することができないといった問題があった。

そこで、本発明は、車両各部の暖機および冷却を効率よく行うことが可能な車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両は、エンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドに対して独立して冷却水が流通されるとともに、冷却水を冷却するラジエータ、および、冷却水を該ラジエータに対して迂回させるバイパス流路が設けられた車両であって、前記シリンダブロックに冷却水を流通させる開状態、および、該シリンダブロックに冷却水を流通させない閉状態を切り替える第１バルブと、前記シリンダヘッドを流通した冷却水、および、前記第１バルブを介して前記シリンダブロックを流通した冷却水が流入するとともに、前記ラジエータおよび前記バイパス流路に流通させる冷却水の流量を中間開度で調整可能な第２バルブと、前記第１バルブの開閉、および、前記第２バルブの開度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、エンジン回転数、エンジン負荷、および、前記シリンダヘッドを流通した冷却水の温度に基づいて前記第２バルブの開度を決定するとともに、決定した開度を、前記シリンダブロックを流通する冷却水の温度、および、ウォーターポンプによって吐出された冷却水の温度に基づいて補正し、前記第２バルブを補正した開度に制御する。

また、前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに対して独立して変速機に冷却水を流通させる開状態、および、該変速機に冷却水を流通させない閉状態を切り替えるサーモスタットバルブをさらに備えるとよい。

また、前記第２バルブから流入した冷却水、および、前記サーモスタットバルブを介して前記変速機から流通した冷却水を前記バイパス流路に排出する水渡しパイプをさらに備えるとよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の車両は、エンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドに対して独立して冷却水が流通されるとともに、冷却水を冷却するラジエータ、および、冷却水を該ラジエータに対して迂回させるバイパス流路が設けられた車両であって、前記シリンダブロックに冷却水を流通させる開状態、および、該シリンダブロックに冷却水を流通させない閉状態を切り替える第１バルブと、前記シリンダヘッドを流通した冷却水、および、前記第１バルブを介して前記シリンダブロックを流通した冷却水が流入するとともに、前記ラジエータおよび前記バイパス流路に流通させる冷却水の流量を中間開度で調整可能な第２バルブと、前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに対して独立して変速機に冷却水を流通させる開状態、および、該変速機に冷却水を流通させない閉状態を切り替えるサーモスタットバルブと、前記第２バルブから流入した冷却水、および、前記サーモスタットバルブを介して前記変速機から流通した冷却水を前記バイパス流路に排出する水渡しパイプと、前記第１バルブの開閉、および、前記第２バルブの開度を制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、車両各部の暖機および冷却を効率よく行うことができる。

車両の構成を説明する図である。第２バルブにおけるロータリーの回転角度と開口率との関係を示す図である。ヒータがオフ時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオフ時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオフ時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオフ時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオフ時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオフ時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオン時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオン時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオン時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオン時の冷却水の流れを説明する図である。ヒータがオン時の冷却水の流れを説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、車両１の構成を説明する図である。なお、図１中、冷却流路１００を実線の矢印で示し、信号の流れを破線で示す。図１に示すように、車両１は、ウォーターポンプ１０、オイルパンアッパー１２、エンジン２（シリンダブロック１４、シリンダヘッド１６）、第１バルブ１８、水渡しパイプ２０、第２バルブ２２、ラジエータ２４、ヒータ２６、ＥＧＲクーラー２８、変速機３０、水渡しパイプ３２、サーモスタットバルブ３４、スロットル３６、制御部３８、温度センサＴ１〜Ｔ４が設けられる。そして、車両１は、これら各部に、冷却流路１００（１００ａ〜１００ｍ）を介して冷却水が循環される。

ウォーターポンプ１０は、ポンプ吐出流路１００ａ、ラジエータ流路１００ｇ、ヒータ流路１００ｈ、バイパス流路１００ｍが接続されている。ウォーターポンプ１０は、エンジン２の回転動力により回転駆動し、ラジエータ流路１００ｇ、ヒータ流路１００ｈ、バイパス流路１００ｍから流入した冷却水をポンプ吐出流路１００ａに吐出する。

オイルパンアッパー１２は、ポンプ吐出流路１００ａ、ブロック流入流路１００ｂ、ＥＧＲ流路１００ｊ、変速機流路１００ｋが接続されている。オイルパンアッパー１２は、ポンプ吐出流路１００ａを介してウォーターポンプ１０から流入された冷却水が一時的に流入し、流入した冷却水をブロック流入流路１００ｂ、ＥＧＲ流路１００ｊ、変速機流路１００ｋに排出する。

エンジン２は、１対のシリンダブロック１４、および、１対のシリンダヘッド１６を備え、１対のシリンダブロック１４が略水平方向に対向するようにして配置される所謂水平対向エンジンである。エンジン２の駆動トルクは、変速機３０で変速されて車輪に伝達される。シリンダブロック１４には、シリンダブロック１４の内部、および、シリンダヘッド１６の内部に冷却水を分岐する分岐室１４ａが設けられている。なお、図１においては、１対のシリンダブロック１４、および、１対のシリンダヘッド１６は互いに離隔して図示されているが、実施には、１対のシリンダブロック１４が対向するように連結されているとともに、シリンダブロック１４に対してシリンダヘッド１６がそれぞれ連結されている。

シリンダブロック１４は、分岐室１４ａよりも下流側であって、内部を流通した冷却水が排出されるブロック排出流路１００ｃが接続されているとともに、分岐室１４ａを介してシリンダヘッド１６が接続されている。また、シリンダヘッド１６は、内部を流通した冷却水が排出されるヘッド流路１００ｅが接続されている。

第１バルブ１８は、ブロック排出流路１００ｃおよびバルブ流路１００ｄが接続されており、ブロック排出流路１００ｃおよびバルブ流路１００ｄを連通させる開状態、および、ブロック排出流路１００ｃおよびバルブ流路１００ｄを遮断する閉状態が切り替え可能なＯＮ／ＯＦＦバルブである。第１バルブ１８は、開状態において、ブロック排出流路１００ｃから流入された冷却水を、バルブ流路１００ｄに排出する。一方で、第１バルブ１８は、閉状態において、ブロック排出流路１００ｃから流入された冷却水を遮断し、バルブ流路１００ｄに排出させない。

水渡しパイプ２０は、バルブ流路１００ｄ、ヘッド流路１００ｅ、第２バルブ流入流路１００ｆが接続されており、バルブ流路１００ｄおよびヘッド流路１００ｅから流入した冷却水を第２バルブ流入流路１００ｆに排出する。つまり、水渡しパイプ２０は、エンジン２を流通してきた冷却水を第２バルブ２２に流入させる。

第２バルブ２２は、第２バルブ流入流路１００ｆ、ラジエータ流路１００ｇ、ヒータ流路１００ｈ、水渡し流路１００ｉが接続されたロータリー式のバルブである。第２バルブ２２は、ロータリーが回転することで、詳しくは後述するように、第２バルブ流入流路１００ｆと接続される流路（ラジエータ流路１００ｇ、ヒータ流路１００ｈ、水渡し流路１００ｉ）を切り替える。

ラジエータ２４は、ラジエータ流路１００ｇの途中に設けられ、冷却水の熱を外部に放熱することで、冷却水を冷却する。ヒータ２６は、ヒータ流路１００ｈの途中に設けられ、不図示のヒータスイッチがオンされることで、冷却水の熱を車内に放熱し、車内を温める。

ＥＧＲクーラー２８は、ＥＧＲ流路１００ｊの途中に設けられ、エンジン２から排出される排気ガスの一部がエンジン２の吸気流路に循環されるＥＧＲ流路の途中で、排気ガスを冷却する。変速機３０は、所謂無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））であり、変速機流路１００ｋの途中に設けられ、エンジン２から伝達された伝達トルクを無段階で変速して車輪に伝達する。

水渡しパイプ３２は、水渡し流路１００ｉ、ＥＧＲ流路１００ｊ、スロットル流路１００ｌ、バイパス流路１００ｍが接続されるとともに、サーモスタットバルブ３４を介して変速機流路１００ｋが接続されている。水渡しパイプ３２は、水渡し流路１００ｉ、ＥＧＲ流路１００ｊおよび変速機流路１００ｋから流入した冷却水をスロットル流路１００ｌおよびバイパス流路１００ｍに排出する。なお、スロットル流路１００ｌを流通する冷却水の流量は、他の流路を流通する冷却水の流量に対してごく僅かである。

サーモスタットバルブ３４は、変速機流路１００ｋが接続されているとともに、水渡しパイプ３２に連結されている。サーモスタットバルブ３４は、水渡しパイプ３２内の冷却水の温度が予め設定された第１温度閾値（例えば、５０℃）以上になると変速機流路１００ｋと水渡しパイプ３２とを連通させる開状態となり、水渡しパイプ３２内の冷却水の温度が第１温度閾値未満である場合には変速機流路１００ｋと水渡しパイプ３２とを遮断する閉状態となる。

スロットル３６は、ヒータ流路１００ｈにおけるヒータ２６よりも下流側で合流するスロットル流路１００ｌの途中に設けられており、アクセルペダルの踏み込み量に応じて不図示のアクチュエータにより開度が調整され、エンジン２に供給される空気量を調整する。

制御部３８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成されている。制御部３８には、温度センサＴ１〜Ｔ４が接続されており、これら温度センサＴ１〜Ｔ４から送信される信号、および、エンジン２の運転状況（エンジン回転数およびエンジン負荷）に基づいて、ウォーターポンプ１０、第１バルブ１８および第２バルブ２２を制御する。なお、制御部３８は、エンジン２のクランクシャフトに設けられた不図示のクランク角センサから送信されるクランク角が示される信号に基づいてエンジン回転数を導出し、また、スロットル３６の開度をエンジン負荷として導出する。

温度センサＴ１は、ポンプ吐出流路１００ａに設けられ、ウォーターポンプ１０から吐出される冷却水の温度を計測する。温度センサＴ２は、シリンダブロック１４内に設けられ、シリンダブロック１４の内部を流通した冷却水の温度を計測する。温度センサＴ３は、シリンダヘッド１６内に設けられ、シリンダヘッド１６の内部を流通した冷却水の温度を計測する。温度センサＴ４は、第２バルブ流入流路１００ｆに設けられ、エンジン２を流通した冷却水の温度を計測する。

次に、制御部３８による制御処理について説明する。ここでは、まず、第２バルブ２２におけるロータリーの回転角度と開口率との関係について説明した後、制御部３８による制御処理を説明する。

図２は、第２バルブ２２におけるロータリーの回転角度と開口率との関係を示す図である。なお、図２において、ラジエータ流路１００ｇに対する開口率を破線で示し、ヒータ流路１００ｈに対する開口率を細線（実線）で示し、および水渡し流路１００ｉに対する開口率を太線（実線）で示す。

図２に示すように、第２バルブ２２は、ロータリーの回転角度が０°である状態を基準として、正方向および負方向にロータリーが回転可能である。第２バルブ２２は、ロータリーの回転角度が０°である場合（図中「Ａ」）には、ラジエータ流路１００ｇ、ヒータ流路１００ｈおよび水渡し流路１００ｉに対する開口率が全て０％であり、ラジエータ流路１００ｇ、ヒータ流路１００ｈおよび水渡し流路１００ｉのいずれにも冷却水を排出することはない。

また、第２バルブ２２は、ロータリーが正方向に回転され、図中「Ｂ」の回転角度になると、ヒータ流路１００ｈに対する開口率が１００％となり、ヒータ流路１００ｈにのみ最大流量の冷却水が排出される。そして、第２バルブ２２は、ロータリーがさらに正方向に回転され、図中「Ｃ」の回転角度になると、ヒータ流路１００ｈおよび水渡し流路１００ｉに対する開口度が１００％となり、ヒータ流路１００ｈおよび水渡し流路１００ｉに冷却水が排出される。つまり、図中「Ｃ」の回転角度では、ラジエータ流路１００ｇに冷却水が流通せず、水渡し流路１００ｉおよび水渡しパイプ３２を介してバイパス流路１００ｍに冷却水が流通することになるので、バイパス流路１００ｍは、ラジエータ２４を迂回して冷却水を流通させる流路であるとも言える。

そして、第２バルブ２２は、図中「Ｃ」からロータリーがさらに正方向に回転されると、図中「Ｄ」の範囲において、水渡し流路１００ｉに対する開口率が１００％から０％に減少するとともに、ラジエータ流路１００ｇに対する開口率が０％から１００％に増加する。なお、第２バルブ２２は、図中「Ｄ」の範囲において、ヒータ流路１００ｈに対する開口度が１００％のまま維持される。したがって、第２バルブ２２は、図中「Ｄ」の範囲において、ヒータ流路１００ｈに冷却水を排出するとともに、水渡し流路１００ｉおよびラジエータ流路１００ｇに対して中間開度で（開口率に応じて）冷却水を排出することになる。つまり、第２バルブ２２は、図中「Ｄ」の範囲において、ラジエータ２４およびバイパス流路１００ｍに流通させる冷却水の流量を中間開度によって調整可能である。

また、第２バルブ２２は、図中「Ｄ」の範囲の回転角度から、さらにロータリーが正方向に回転され、図中「Ｅ」の回転角度になると、ヒータ流路１００ｈおよびラジエータ流路１００ｇに対する開口率が１００％となり、ヒータ流路１００ｈおよびラジエータ流路１００ｇに冷却水が排出される。つまり、図中「Ｅ」の回転角度では、バイパス流路１００ｍに冷却水が流通せず、ラジエータ流路１００ｇ（ラジエータ２４）に冷却水が流通することになるので、最もラジエータ２４に冷却水が流通することになる。

一方、第２バルブ２２は、ロータリーが負方向に回転され、図中「Ｆ」の回転角度になると、水渡し流路１００ｉに対する開口度が１００％となり、水渡し流路１００ｉにのみ冷却水が排出される。

そして、第２バルブ２２は、図中「Ｆ」からロータリーがさらに負方向に回転されると、図中「Ｇ」の範囲において、水渡し流路１００ｉに対する開口率が１００％から０％に減少するとともに、ラジエータ流路１００ｇに対する開口率が０％から１００％に増加する。したがって、第２バルブ２２は、図中「Ｇ」の範囲において、ラジエータ２４およびバイパス流路１００ｍに流通させる冷却水の流量を中間開度によって調整可能である。

また、第２バルブ２２は、図中「Ｇ」の範囲の回転角度から、さらにロータリーが負方向に回転され、図中「Ｈ」の回転角度になると、ラジエータ流路１００ｇに対する開口率が１００％となり、ラジエータ流路１００ｇに冷却水が排出される。

このように、第２バルブ２２は、ロータリーが正方向または負方向のどちらに回転されるかによって、ヒータ流路１００ｈに冷却水を排出するか否かを調整することが可能である。また、第２バルブ２２は、ロータリーが正方向および負方向のどちらに回転される場合であっても、回転角度によって、水渡し流路１００ｉおよびラジエータ流路１００ｇに対する開口率を調整することが可能である。つまり、第２バルブ２２は、回転角度によって、バイパス流路１００ｍおよびラジエータ２４に流通させる冷却水の流量を調整することが可能である。

続いて、制御部３８による制御処理について説明する。図１に示すように、制御部３８は、制御処理を実行する場合、バルブ制御部４０として機能する。

バルブ制御部４０は、温度センサＴ１〜Ｔ４によって計測される冷却水の温度、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、第１バルブ１８の開閉状態を制御するとともに、第２バルブ２２のロータリーの回転角度を制御する。

バルブ制御部４０は、温度センサＴ２によって計測される、シリンダブロック１４を流通した冷却水の温度（以下、ブロック温度と呼ぶ）が、予め設定された第２温度閾値（例えば、１１０℃）未満の場合には、第１バルブ１８を閉状態にし、シリンダブロック１４に冷却水を流通させない。また、バルブ制御部４０は、ブロック温度が第２温度閾値（例えば、１１０℃）以上の場合には、第１バルブ１８を開状態にし、シリンダブロック１４に冷却水を流通させる。

また、バルブ制御部４０は、温度センサＴ３によって計測されるヘッド温度に基づいて、複数の目標温度マップのいずれかを取得し、エンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて、取得した目標温度マップを参照して、シリンダヘッド１６を流通した冷却水の目標温度を設定する。なお、これら複数の目標温度マップは、エンジン回転数およびエンジン負荷に目標温度が対応付けられており、エンジン負荷が高くなるに連れて目標温度が低くなるように設定されており、ＲＯＭに記憶されている。

バルブ制御部４０は、目標温度を設定すると、ヒータスイッチのオンオフ、および、設定した目標温度に応じて、第２バルブ２２のロータリーの回転角度を決定し、決定した回転角度となるように第２バルブ２２（ロータリー）を図２中「Ａ」〜「Ｇ」のいずれかの状態に制御する。なお、ここでは、バルブ制御部４０は、設定した目標温度が高くなるに連れて、正方向または負方向により回転させるように制御する。つまり、バルブ制御部４０は、目標温度が高くなるに連れてラジエータ２４に冷却水を流通させないようにして、冷却水の温度を上昇させるように制御し、目標温度が低くなるに連れてラジエータ２４に冷却水を流通させるようにして、冷却水の温度を低下させるように制御する。

また、バルブ制御部４０は、目標温度とヘッド温度との温度差に基づいて、第２バルブ２２のロータリーの回転角度を補正する。具体的には、バルブ制御部４０は、目標温度からヘッド温度を減算した温度差が０よりも大きい場合には、温度差が大きくなるに連れてロータリーの回転角度を０°に近づくように補正する。つまり、バルブ制御部４０は、ヘッド温度が目標温度よりも低い場合には、ラジエータ２４に冷却水を流通させないようにして、冷却水の温度を上昇させるように制御する。

また、バルブ制御部４０は、目標温度からヘッド温度を減算した温度差が０よりも小さい場合には、温度差が小さくなるに連れてロータリーの回転角度を０°から遠ざかるように補正する。つまり、バルブ制御部４０は、ヘッド温度が目標温度よりも高い場合には、ラジエータ２４に冷却水を流通させるようにして、冷却水の温度を低下させるように制御する。

また、バルブ制御部４０は、温度センサＴ１によって計測される、ウォーターポンプ１０から吐出される冷却水の温度（以下、ポンプ温度とも呼ぶ）、および、温度センサＴ４によって計測される、エンジン２を流通した冷却水の水温（以下、エンジン温度とも呼ぶ）に基づいて、第２バルブ２２のロータリーの回転角度を補正する。ここでは、エンジン回転数やエンジン負荷が急激に変化して目標水温が変化した場合に、水温の応答遅れが少なくなるように第２バルブ２２のロータリーの回転角度を補正する。

続いて、第１バルブ１８、第２バルブ２２およびサーモスタットバルブ３４の開閉状態に応じた冷却流路１００を流通する冷却水の流れについて具体的な例を挙げながら説明する。なお、上記したように、バルブ制御部４０は、主にエンジン回転数およびエンジン負荷に基づいて第２バルブ２２のロータリーの回転角度を制御しているが、ここでは、理解を容易にするため、冷却水の水温を基にして説明する。

図３〜図８は、ヒータ２６がオフ時の冷却水の流れを説明する図である。なお、図３〜図８において、冷却水が流れている冷却流路１００（１００ａ〜１００ｍ）を実線で示し、冷却水が流れていない冷却流路１００（１００ａ〜１００ｍ）を破線で示し、冷却水の流通が中間開度によって制御されている冷却流路１００（１００ａ〜１００ｍ）を一点鎖線で示す。

図３に示すように、エンジン２の始動時など、冷却水が温められておらず低温（５０℃以下）である場合には、第２バルブ２２は図２中「Ａ」の回転角度に維持されているとともに、第１バルブ１８およびサーモスタットバルブ３４が閉状態となっている。この場合、車両１では、第１バルブ１８が閉状態であり、かつ、第２バルブ２２がいずれの流路に対しても開口率が０％であるため、ウォーターポンプ１０から吐出された冷却水は、オイルパンアッパー１２を介してＥＧＲ流路１００ｊにのみ流通する。そして、水渡しパイプ３２に流入された冷却水の一部がスロットル流路１００ｌを流通するとともに、水渡しパイプ３２に流入された冷却水の大部分が、バイパス流路１００ｍを介してウォーターポンプ１０に戻される。

このように、冷却水が低温である場合には、冷却水が流れる冷却流路１００を限定して、エンジン２および変速機３０内の冷却水の早期の温度上昇を図り、エンジン２内のオイルの温度を上昇させ、オイルフリクションを早期に低減させる。

そして、水渡しパイプ３２内の冷却水の温度が第１温度閾値（５０℃）以上になると、車両１では、図４に示すように、サーモスタットバルブ３４が開状態となって、変速機流路１００ｋにも冷却水が流通するようになり、変速機３０内のオイル温度を上昇させオイルフリクションを早期に低減させることが可能となる。

また、ヘッド温度が上昇し、第２バルブ２２が図２中「Ｆ」の回転角度に維持され水渡し流路１００ｉに対する開口率が１００％になると、車両１では、図５に示すように、第２バルブ２２から水渡しパイプ３２に冷却水が流通するようになる。そうすると、オイルパンアッパー１２から分岐室１４ａを介してシリンダヘッド１６に冷却水が流通するようになる。これにより、シリンダヘッド１６が冷却水によって冷却されるようになる。ここで、シリンダヘッド１６は、シリンダブロック１４よりも受熱が大きく、熱容量が小さいので温度が上昇し易いため、シリンダブロック１４とは独立してシリンダヘッド１６に先に冷却水を流通させるようにしている。

その後、さらに冷却水の水温が上昇し、第２バルブ２２が図２中「Ｇ」の領域で制御され水渡し流路１００ｉおよびラジエータ流路１００ｇに対する開口率が中間開度になると、車両１では、図６に示すように、シリンダヘッド１６を流通した冷却水の一部がラジエータ２４にも流通するようになる。ラジエータ２４に冷却水が流通するようになると、冷却水はラジエータ２４によって冷却されるようになる。このとき、水渡し流路１００ｉおよびラジエータ流路１００ｇに対する開口率によってラジエータ２４に流入する冷却水の流量が調整されることになるので、冷却水の冷却量も調整されることになる。

また、ブロック温度が第２温度閾値以上になると、第１バルブ１８が開状態となり、車両１では、図７に示すように、シリンダブロック１４に対しても冷却水が流通するようになる。シリンダブロック１４に冷却水が流通するようになると、シリンダブロック１４が冷却水によって冷却されることになり適正温度に維持される。

そして、エンジン負荷が高くなり、冷却水が最も温まりやすい状況では、第２バルブ２２が図２中「Ｈ」の回転角度に維持されラジエータ流路１００ｇに対する開口率が１００％になる。この場合、車両１では、図８に示すように、エンジン２を流通した冷却水の殆どがラジエータ２４に流入するようになり、冷却水を最大限で冷却するようになる。

図９〜図１３は、ヒータ２６がオン時の冷却水の流れを説明する図である。なお、図９〜図１３において、冷却水が流れている冷却流路１００を実線で示し、冷却水が流れていない冷却流路１００を破線で示し、冷却水の流通が中間開度によって制御されている冷却流路１００を一点鎖線で示す。

エンジン２の始動時など、冷却水が温められておらず低温である場合には、ヒータ２６がオンしている場合であっても、第２バルブ２２は図２中「Ａ」の回転角度に維持されているとともに、第１バルブ１８およびサーモスタットバルブ３４が閉状態となっている。この場合、車両１では、図３および図４に示したヒータ２６のオフ時と同様に、ヒータ２６には冷却水が流通しない。

その後、ヘッド温度が上昇して例えば５０℃になると、第２バルブ２２が図２中「Ｂ」の回転角度に維持されヒータ流路１００ｈに対する開口率が１００％になる。この場合、車両１では、図９に示すように、第２バルブ２２からヒータ流路１００ｈに冷却水が流通するようになる。そうすると、ヒータ２６は、冷却水の熱を車内に放出して車内を暖気することが可能になる。

その後、ヘッド温度が上昇すると、第２バルブ２２が図２中「Ｃ」の回転角度に維持され水渡しパイプ３２およびヒータ流路１００ｈに対する開口率が１００％になる。この場合、車両１では、図１０に示すように、第２バルブ２２から水渡しパイプ３２およびヒータ流路１００ｈに冷却水が流通するようになる。

その後、さらに冷却水の水温が上昇してくると、第２バルブ２２が図２中「Ｄ」の領域で回転角度が制御され水渡し流路１００ｉおよびラジエータ流路１００ｇに対する開口率が中間開度になるとともに、ヒータ流路１００ｈに対する開口率が１００％になる。この場合、車両１では、図１１に示すように、ヒータ流路１００ｈに冷却水が流通するとともに、シリンダヘッド１６を流通した冷却水の一部がラジエータ２４にも流通するようになる。

また、ブロック温度が第２温度閾値以上になり、第１バルブ１８が開状態となると、図１２に示すように、シリンダブロック１４に対しても冷却水が流通するようになる。この場合、車両１では、シリンダブロック１４に冷却水が流通するようになると、シリンダブロック１４が冷却されることになり、適正温度に維持される。

そして、エンジン負荷が高くなり、冷却水が最も温まりやすい状況では、第２バルブ２２が図２中「Ｅ」の回転角度に維持されラジエータ流路１００ｇおよびヒータ流路１００ｈに対する開口率が１００％になる。この場合、車両１では、図１３に示すように、エンジン２を流通した冷却水がヒータ流路１００ｈおよびラジエータ２４に流通するようになり、冷却水を最大限で冷却するようになる。

このように、車両１は、シリンダブロック１４およびシリンダヘッド１６に対して独立して冷却水が流通可能になっており、シリンダブロック１４に冷却水を流通させるか否かを第１バルブ１８によって制御する。また、車両１は、エンジン２（シリンダブロック１４およびシリンダヘッド１６）を流通した冷却水が流入され、ラジエータ流路１００ｇおよびバイパス流路１００ｍに対する冷却水の流入を中間開度で制御する第２バルブ２２が設けられている。

したがって、車両１は、第２バルブ２２を制御することによりラジエータ流路１００ｇおよびバイパス流路１００ｍの少なくとも一方に冷却水を流通させることで、シリンダヘッド１６に冷却水を流通させることができる。また、車両１は、第２バルブ２２を制御することによりラジエータ流路１００ｇに対する開口率を調整することで、冷却水の冷却量を調整することができる。かくして、車両１は、エンジン２の運転状況に応じて、冷却水の温度の上昇および低下を早期に制御することが可能となり、車両１の各部（シリンダブロック１４、シリンダヘッド１６、ＥＧＲクーラー２８、ヒータ２６、変速機３０等）の暖機および冷却を効率よく行うことができる。

また、変速機３０には、エンジン２とは独立して冷却水が流通するようになっており、水渡しパイプ３２内の冷却水の水温が第１温度閾値以上になると、変速機３０に冷却水が流通するので、変速機３０をエンジン２と独立して暖機および冷却することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、変速機３０としてＣＶＴを例に挙げて説明したが、変速機３０はこれに限らず、例えば有段の変速機であってもよい。

本発明は、冷却水が各部に循環される車両に利用できる。

１車両
２エンジン
１４シリンダブロック
１６シリンダヘッド
１８第１バルブ
２２第２バルブ
３０変速機
４０バルブ制御部（制御部）
１００ｍバイパス流路

Claims

エンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドに対して独立して冷却水が流通されるとともに、冷却水を冷却するラジエータ、および、冷却水を該ラジエータに対して迂回させるバイパス流路が設けられた車両であって、
前記シリンダブロックに冷却水を流通させる開状態、および、該シリンダブロックに冷却水を流通させない閉状態を切り替える第１バルブと、
前記シリンダヘッドを流通した冷却水、および、前記第１バルブを介して前記シリンダブロックを流通した冷却水が流入するとともに、前記ラジエータおよび前記バイパス流路に流通させる冷却水の流量を中間開度で調整可能な第２バルブと、
前記第１バルブの開閉、および、前記第２バルブの開度を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
エンジン回転数、エンジン負荷、および、前記シリンダヘッドを流通した冷却水の温度に基づいて前記第２バルブの開度を決定するとともに、決定した開度を、前記シリンダブロックを流通する冷却水の温度、および、ウォーターポンプによって吐出された冷却水の温度に基づいて補正し、前記第２バルブを補正した開度に制御することを特徴とする車両。
前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに対して独立して変速機に冷却水を流通させる開状態、および、該変速機に冷却水を流通させない閉状態を切り替えるサーモスタットバルブをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両。
前記第２バルブから流入した冷却水、および、前記サーモスタットバルブを介して前記変速機から流通した冷却水を前記バイパス流路に排出する水渡しパイプをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の車両。
エンジンのシリンダブロックおよびシリンダヘッドに対して独立して冷却水が流通されるとともに、冷却水を冷却するラジエータ、および、冷却水を該ラジエータに対して迂回させるバイパス流路が設けられた車両であって、
前記シリンダブロックに冷却水を流通させる開状態、および、該シリンダブロックに冷却水を流通させない閉状態を切り替える第１バルブと、
前記シリンダヘッドを流通した冷却水、および、前記第１バルブを介して前記シリンダブロックを流通した冷却水が流入するとともに、前記ラジエータおよび前記バイパス流路に流通させる冷却水の流量を中間開度で調整可能な第２バルブと、
前記シリンダブロックおよび前記シリンダヘッドに対して独立して変速機に冷却水を流通させる開状態、および、該変速機に冷却水を流通させない閉状態を切り替えるサーモスタットバルブと、
前記第２バルブから流入した冷却水、および、前記サーモスタットバルブを介して前記変速機から流通した冷却水を前記バイパス流路に排出する水渡しパイプと、
前記第１バルブの開閉、および、前記第２バルブの開度を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする車両。