JP2021148048A - 車載冷却システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの効率を向上すべく冷却水を昇温する高水温化処理を、トランスミッションの作動油の温度上昇を適度に抑えられる範囲内で実施する。【解決手段】冷却水の温度を目標水温とすべく流量制御弁２２の弁体２２Ａの動作位置を操作してラジエータ２３を通過する冷却水の流量を調整する水温制御を実施する電子制御ユニット３０は、ノッキングが発生し難い高水温化許可運転域でエンジン１１が運転されていない場合には標準目標水温を、同高水温化許可運転域でエンジン１１が運転されている場合には標準目標水温よりも高い高目標水温を、それぞれ目標水温の値として設定する高水温化制御を実行する。さらに電子制御ユニット３０は、高水温化制御に際して、トランスミッション１２の作動油の温度が高水温化抑制油温以上である場合には高水温化許可運転域での目標水温を高目標水温から標準目標水温に引き下げる高水温化抑制処理を実施する。【選択図】図１

Description

本発明は、車載冷却システムに関する。

特許文献１には、エンジンの効率を向上するための冷却水温の制御を行う車載冷却システムが記載されている。冷却水温を高めてシリンダの壁面温度を高めると、エンジンの効率が向上するが、ノッキングが発生し易くなる。ノッキングが発生すると、その抑制のため、点火時期が遅角されてエンジンの効率が低下してしまう。よって、ノッキングが発生し易い運転状態で冷却水の目標水温を高めると、点火時期の遅角による効率の低下代が、シリンダ壁面の高温化による効率の向上代よりも大きくなってエンジンの効率が却って悪化してしまう。一方、エンジンの低負荷運転時には、高負荷運転時に比べて、ノッキングを抑制可能なシリンダの壁面温度の上限が高くなる。そこで、特許文献１に記載の車載冷却システムでは、低負荷運転時に限り冷却水の目標水温を高い温度とする高水温化制御を行うことで、エンジンの効率向上を図っている。

特開２０１９−１３２１９７号公報 特開２０１０−１７５０６２号公報 特開２００６−２２６３３３号公報 特開２０１５−２１８６０３号公報 特開２００６−１０５０９３号公報

ところで、車載冷却システムとして、特許文献２〜５に見られるように、エンジンの内部を通過した冷却水をトランスミッション内のオイルクーラに送り、そのオイルクーラでの冷却水との熱交換によりトランスミッションの作動油を冷却するものがある。こうした車載冷却システムにおいて上記高水温化制御により冷却水の目標水温を高めると、オイルクーラでの作動油の冷却効率が低下するため、作動油の温度が上昇し易くなる。そして、作動油の温度上昇により、トランスミッションの動作が制限されることがある。例えば、特許文献３には、トランスミッションの作動油の温度が一定の温度よりも高くなる場合には、トランスミッションのトルクコンバータに設けられたロックアップクラッチのフレックスロックアップ制御が禁止されることが記載されている。

上記課題を解決する車載冷却システムは、外気との熱交換により冷却水を冷却するラジエータと、冷却水との熱交換によりトランスミッションの作動油を冷却するオイルクーラと、がエンジンの内部を通る冷却水の循環回路に設置されるとともに、冷却水の温度を目標水温とすべく前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する水温制御部を備えている。また、同車載冷却システムにおける水温制御部は、エンジンが既定の高水温化許可運転域で運転されていない場合には既定の標準目標水温を目標水温として設定する一方で、エンジンが高水温化許可運転域で運転されている場合には標準目標水温よりも高い高目標水温を目標水温として設定する高水温化制御を実行する。さらに、水温制御部は、高水温化制御において、上記作動油の温度が既定の高水温化抑制油温以上である場合には、エンジンが高水温化許可運転域で運転されている場合の目標水温を、高目標水温よりも低く、かつ標準目標水温以上の温度に変更する高水温化抑制処理を実施する。

高水温化制御において、高水温化許可運転域でエンジンが運転されているときの目標水温として、標準目標水温よりも高い高目標水温が設定されると、冷却水温が高くなり、エンジンの熱損失が減少するため、エンジンの効率が向上する。よって、ノッキングが発生し難い運転域などの冷却水の高温化を許容可能な運転域では、それ以外の運転域よりも目標水温を高めることで、エンジンの効率を向上できる。しかしながら、目標水温を高くすると、オイルクーラの冷却効率が低下して、トランスミッションの作動油の温度が上昇し易くなる。これに対して、上記車載冷却システムでは、高水温化抑制処理より、作動油の温度が高水温化抑制油温以上である場合には、高水温化許可運転域の目標水温が引き下げられる。そしてその結果、高水温化抑制油温を超える作動油の温度上昇が抑えられる。そのため、エンジンの効率向上のための高水温化処理を、トランスミッションの作動油の温度上昇を適度に抑えられる範囲内で実施できる。

上記車載冷却システムにおける水温制御部は、上記作動油の温度が高水温化抑制油温よりも高い低水温化実施油温以上の温度である場合には、目標水温を標準目標水温よりも低い温度に変更する低水温化制御を実行することが望ましい。こうした場合、高水温化抑制処理を実施しても、トランスミッションの作動油の温度上昇を抑え切れずに、同作動油の温度が高水温化抑制油温を超えて低水温化実施油温まで上昇した場合には、標準目標水温よりも低い温度へと目標水温が引き下げられる。そのため、高水温化抑制油温を超える作動油の温度上昇が効果的に抑制できる。

なお、フレックスロックアップ制御を実行可能なロックアップクラッチがトランスミッションに設けられた車両に上記車載冷却システムを適用する場合には、フレックスロックアップ制御の実行が許可される作動油の温度の上限値よりも低い温度を高水温化抑制油温として設定するとよい。こうした場合には、フレックスロックアップ制御の実行が禁止される前に作動油の温度上昇が抑えられるため、作動油の温度上昇によりフレックスロックアップ制御が禁止され難くなる。

なお、上記車載冷却システムは、冷却水の循環回路に、ラジエータを経由するラジエータ水路とラジエータを迂回するバイパス水路とがエンジンの内部を通過した冷却水を同エンジンの内部に還流する水路として設けられるとともに、動作位置を変更可能な弁体を有して同弁体の動作位置によりラジエータ水路及びバイパス水路の冷却水の流量比率を変化させる流量調整弁が設置され、かつ上記水温制御部が流量調整弁における弁体の動作位置を操作することでラジエータ流量を調整するように構成できる。さらに、上記バイパス水路にオイルクーラが設置された構成とすることもできる。

また、上記車載冷却システムは、循環回路に冷却水を循環させるウォータポンプとして、電力の供給を受けて作動する電動式のウォータポンプを備え、かつ水温制御部が、ウォータポンプの供給電力を操作することでラジエータ流量を調整する構成とすることもできる。

第１実施形態の車載冷却システムの模式図。 同車載冷却システムにおける高水温化許可運転域の設定態様を示す図。 同車載冷却システムにおける目標水温の設定に係るエンジンの運転領域の区分を、最適点火時期及びノック限界点火時期とエンジン負荷との関係と共に示す図。 同車載冷却システムに設けられた電子制御ユニットが実施する目標水温設定ルーチンのフローチャート。 車載冷却システムの比較例における図５（ａ）はＡＴ油温の推移を、図５（ｂ）は出口水温の推移を、図５（ｃ）はフレックスロックアップ制御の可否の推移を、それぞれ示すタイムチャート。 第１実施形態の車載冷却システムにおける図６（ａ）はＡＴ油温の推移を、図６（ｂ）は出口水温の推移を、図６（ｃ）はフレックスロックアップ制御の可否の推移を、それぞれ示すタイムチャート。 第２実施形態の車載冷却システムに設けられた電子制御ユニットが実施する目標水温設定ルーチンのフローチャート。 第３実施形態の車載冷却システムに設けられた電子制御ユニットが実施する目標水温設定ルーチンのフローチャート。 第４実施形態の車載冷却システムにおける高水温化許可運転域の設定態様を示す図。 同車載冷却システムに設けられた電子制御ユニットが実施する目標水温設定ルーチンのフローチャート。 第２実施形態の車載冷却システムの模式図。

（第１実施形態）
以下、車載冷却システムの第１実施形態を、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の車載冷却システムが適用される車両１０のエンジン１１は、トランスミッション１２に連結されている。トランスミッション１２には、トルクコンバータ１３、ロックアップクラッチ１４、及び変速機構１５が設けられている。トルクコンバータ１３は、トランスミッション１２の作動油をトルクの伝達媒体としてエンジン１１から変速機構１５にトルクを伝達する流体継手として構成されている。ロックアップクラッチ１４は、エンジン１１のトルクをトルクコンバータ１３の流体を介さずに変速機構１５に伝達可能な機械式のクラッチとして構成されている。ロックアップクラッチ１４は、トランスミッション１２の作動油を作動圧の伝達媒体としている。変速機構１５は、複数の遊星歯車機構と、複数の油圧式摩擦係合要素と、を有しており、各油圧式摩擦係合要素の係合・解放状態の組合せを変更することで変速段を切り替える。

こうした車両１０のエンジン１１に適用される本実施形態の車載冷却システムは、エンジン１１の回転を受けて動作して、エンジン１１の内部に形成されたウォータジャケット２０に向けて冷却水を圧送する機械式のウォータポンプ２１を備えている。一方、ウォータジャケット２０の冷却水の流出口には、流量制御弁２２が設けられている。流量制御弁２２は、ウォータジャケット２０から流入した冷却水を吐出するポートとして、ラジエータポートＰ１、ヒータポートＰ２、及びＡＴポートＰ３の３つの吐出ポートを有している。また、流量制御弁２２は、弁体２２Ａを内蔵しており、その弁体２２Ａの動作位置により、各吐出ポートの開口面積が変化するように構成されている。ラジエータポートＰ１には、外気との熱交換により冷却水を冷却するラジエータ２３を経由してウォータポンプ２１に冷却水を還流するための水路であるラジエータ水路２４が接続されている。また、ヒータポートＰ２には、車室暖房用のヒータコア２５を経由してウォータポンプ２１に冷却水を還流するための水路であるヒータ水路２６が接続されている。そして、ＡＴポートＰ３には、トランスミッション１２に設けられたオイルクーラ／ウォーマ２７を経由してウォータポンプ２１に冷却水を還流するための水路であるＡＴ水路２８が接続されている。なお、オイルクーラ／ウォーマ２７は、トランスミッション１２の作動油と冷却水との熱交換器であり、作動油が冷却水よりも高温の場合には作動油を冷却水により冷却するオイルクーラとして機能する一方、作動油が冷却水よりも低温の場合には作動油を冷却水の熱で温めるオイルウォーマとして機能する。これらラジエータ水路２４、ヒータ水路２６、及びＡＴ水路２８の冷却水の流量比率は、流量制御弁２２の弁体２２Aの動作位置により変化する。

ちなみに、こうした本実施形態の車載冷却システムでは、ヒータ水路２６及びＡＴ水路２８は、ラジエータ２３を迂回するバイパス水路となっている。以上のように、本実施形態の車載冷却システムは、ウォータポンプ２１からエンジン１１の内部のウォータジャケット２０を通った後、ラジエータ水路２４、ヒータ水路２６、及びＡＴ水路２８のいずれかを通ってウォータポンプ２１に戻る冷却水の循環回路を有している。

なお、上記のように構成された流量制御弁２２の代わりに、下記のように構成された流量制御弁をラジエータ水路２４、ヒータ水路２６、及びＡＴ水路２８の合流部に設置するようにしてもよい。すなわち、上記合流部に設定される流量制御弁は、ラジエータ水路２４、ヒータ水路２６、及びＡＴ水路２８にそれぞれ接続された３つの流入ポートと、ウォータポンプ２１に接続された吐出ポートと、を有している。そして、同流量制御弁は、各流入ポートの開口面積を変化させることで、ラジエータ水路２４、ヒータ水路２６、及びＡＴ水路２８の冷却水の流量比率を変更するように構成されている。

また、本実施形態の車載冷却システムは、電子制御ユニット３０を備えている。電子制御ユニット３０は、車載冷却システムの制御に係る演算処理を行う演算処理装置３１と、制御用のプログラムやデータが記憶された記憶装置３２と、を備えている。電子制御ユニット３０には、ウォータジャケット２０を通過して流量制御弁２２に流入するときの冷却水の温度である出口水温ＴＷを検出する水温センサ３３の検出結果や、トランスミッション１２の作動油の温度であるＡＴ油温ＴＯを検出する油温センサ３４の検出結果が入力されている。また、電子制御ユニット３０には、エンジン回転数ＮＥやエンジン負荷ＫＬなどのエンジン１１の運転状態についての情報が入力されている。そして、電子制御ユニット３０は、それら入力された情報に基づき、エンジン１１の運転状態に応じて冷却水の温度を調整する水温制御を行っている。なお、電子制御ユニット３０による水温制御は、記憶装置３２に記憶されたプログラムを演算処理装置３１が読み込んで実行することで行われている。

（水温制御）
次に、水温制御の概要を説明する。水温制御に際して電子制御ユニット３０はまず、エンジン１１の運転状態やＡＴ油温ＴＯに基づき目標水温ＴＷ＊を設定する。そして、電子制御ユニット３０は、目標水温ＴＷ＊と出口水温ＴＷとの偏差に応じて、流量制御弁２２の弁体２２Ａの動作位置を操作する。具体的には、出口水温ＴＷが目標水温ＴＷ＊よりも高いときには、ラジエータポートＰ１の開口面積が拡大する側に弁体２２Ａの動作位置を変更することで、ラジエータ２３を通過する冷却水の流量を増加させる。一方、出口水温ＴＷが目標水温ＴＷ＊よりも低いときには、ラジエータポートＰ１の開口面積が縮小する側に弁体２２Ａの動作位置を変更することで、ラジエータ２３を通過する冷却水の流量を減少させる。そして、これにより、電子制御ユニット３０は、出口水温ＴＷを目標水温ＴＷ＊とすべく、ラジエータ２３を通過する冷却水の流量を調整している。なお、以下の説明では、ラジエータ２３を通過する冷却水の流量をラジエータ流量と記載する。

（目標水温設定）
次に、上記水温制御での目標水温ＴＷ＊の設定について説明する。本実施形態では、エンジン１１が既定の高水温化許可運転域で運転されていない場合には、既定の標準目標水温ＴＳを目標水温ＴＷ＊とする一方で、エンジン１１が高水温化許可運転域で運転されている場合には標準目標水温ＴＳよりも高い高目標水温ＴＨを目標水温ＴＷ＊として設定する高水温化制御を実行している。

図２には、本実施形態での高水温化許可運転域の設定態様が示されている。高水温化許可運転域は、冷却水温によるノッキング発生状況の変化に鑑みて設定されている。エンジン１１では、点火時期のノック制御が行われている。ノック制御では、ノッキングの発生の有無を確認するとともに、エンジントルクが最大となる点火時期である最適点火時期を進角限界として、ノッキングを抑制可能な限界付近まで点火時期を進角させる制御である。

図３は、エンジン回転数ＮＥ及び出口水温ＴＷが一定の状態でエンジン負荷ＫＬを変化させたときの最適点火時期、及びノック限界点火時期の推移を示す。ノック限界点火時期は、ノッキングを抑制可能な点火時期の進角限界の想定値であり、その値は予め実験等で求められる。同図に示すように、エンジン負荷ＫＬが小さいときには、最適点火時期がノック限界点火時期よりも遅角側の点火時期となっている。一方、最適点火時期、ノック限界点火時期はいずれも、エンジン負荷ＫＬの増加と共に遅角側に変化する。このときのエンジン負荷ＫＬの増加に対するノック限界点火時期の遅角側への変化は最適点火時期よりも大きいため、エンジン負荷ＫＬが一定以上の領域では、ノック限界点火時期が最適点火時期よりも遅角側の点火時期となる。なお、最適点火時期、及びノック限界点火時期は、エンジン回転数ＮＥによっても変化する。また、出口水温ＴＷが低くなると、エンジン１１のシリンダの壁面温度が下がり、ノッキングが発生し難くなることから、出口水温ＴＷが低くなるほど、ノック限界点火時期は進角側に変化する。本実施形態では、出口水温ＴＷが予め設定された標準目標水温ＴＳであるときの最適点火時期がノック限界点火時期よりも一定量以上、遅角側の時期となる運転域を、高水温化許可運転域として設定している。

図４に、目標水温ＴＷ＊の設定に際して電子制御ユニット３０が実行する目標水温設定ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット３０はエンジン１１の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンを繰り返し実行している。

本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００において、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、出口水温ＴＷ、及びＡＴ油温ＴＯが読み込まれる。続いてステップＳ１１０において、エンジン１１が高水温化許可運転域で運転されているか否かが判定される。そして、エンジン１１が高水温化許可運転域で運転されている場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１３０に、高水温化許可運転域で運転されていない場合（ＮＯ）にはステップＳ１２０に、それぞれ処理が進められる。

高水温化許可運転域で運転されておらず、ステップＳ１２０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１２０において、標準目標水温ＴＳが目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、高水温化許可運転域で運転されており、ステップＳ１３０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１３０において、ＡＴ油温ＴＯが既定の高水温化抑制油温ＴＯ１以上であるか否かが判定される。このときのＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１未満の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１４０に処理が進められる。そして、そのステップＳ１４０において、標準目標水温ＴＳよりも高い高目標水温ＴＨが目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上の場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）には上述のステップＳ１２０に処理が進められる。すなわち、この場合には、標準目標水温ＴＳが目標水温ＴＷ＊の値として設定される。

（第１実施形態の作用）
続いて、以上のように構成された本実施形態の車載冷却システムの作用を説明する。
上記のように車両１０のトランスミッション１２には、ロックアップクラッチ１４が設けられており、ロックアップクラッチ１４を係合状態としてエンジン１１と変速機構１５とを直結することで、トルクの伝達効率を高められるようになっている。ただし、低車速時や減速時にロックアップクラッチ１４を係合状態とするとショックが発生し易くなって、ドライバビリティが低下する。そのため、この車両１０では、低車速時や減速時に、ロックアップクラッチ１４をスリップ状態とするフレックスロックアップ制御を実施することで、ドライバビリティとトルクの伝達効率とを両立させている。なお、フレックスロックアップ制御中は、ロックアップクラッチ１４の滑り摩擦による発熱によりトランスミッション１２の作動油の温度、すなわちＡＴ油温ＴＯが上昇し易くなる。ＡＴ油温ＴＯが高くなり過ぎると、油膜切れによるロックアップクラッチ１４の焼き付きなどが生じるため、ＡＴ油温ＴＯが既定のＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬを超える場合には、フレックスロックアップ制御の実施を禁止している。

また、本実施形態の車載冷却システムが適用される車両１０のエンジン１１では、ノッキングが発生するとノック制御により点火時期が遅角されて、トルクの発生効率が低下する。ノッキングは、エンジン１１のシリンダ壁面の温度が高いほど発生し易くなる。そのため、ノッキングが発生し易い高負荷運転域では、冷却水の温度を下げてシリンダ壁面を低い温度に保つ必要がある。一方、エンジン１１の低負荷運転域では、ノッキングが発生し難いため、冷却水の温度がある程度高くても、ノッキングの発生を抑えられる。そして、冷却水の温度が高くなれば、冷却損失が減少して、エンジン１１の効率が向上する。そこで、本実施形態の車載冷却システムでは、ＡＴ油温ＴＯがＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも十分に低く、かつノッキングが発生し難い高水温化許可運転域でエンジン１１が運転されている場合には、目標水温ＴＷ＊を標準目標水温ＴＳから高目標水温ＴＨへと上昇させている。そして、これにより、ノッキングが発生し難い運転域では冷却水の温度を高めることで、ノッキングを抑制可能な範囲で燃費性能を向上させている。

ただし、ＡＴ油温ＴＯがＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬの近傍まで上昇しても、高水温化制御により冷却水温が高められた状態が継続されると、フレックスロックアップ制御の実行機会を確保し辛くなってしまう。以下、その理由を説明する。

図５に、ＡＴ油温ＴＯの高低に関わらず、高水温化制御を行う車載冷却システムの比較例における水温制御の実施態様を示す。すなわち、比較例の車載冷却システムでは、ＡＴ油温ＴＯの高低に関わらず、高水温化許可運転域では高目標水温ＴＨを、それ以外の運転域では標準目標水温ＴＳを、それぞれ目標水温ＴＷ＊に設定して水温制御が行われる。図５は、そうした比較例の車載冷却システムにおいて、エンジン１１が低負荷域で運転され続け、かつトランスミッション１２の発熱が大きい場合の水温制御の実施態様が示されている。なお、図５（ａ）はＡＴ油温ＴＯの推移を、図５（ｂ）は出口水温ＴＷの推移を、図５（ｃ）はフレックスロックアップ（Ｆ／Ｌ）制御の可否の推移を、それぞれ示している。この場合の目標水温ＴＷ＊は高目標水温ＴＨに維持されており、出口水温ＴＷは高目標水温ＴＨの近傍の温度に保たれるため、ＡＴ油温ＴＯが単調に上昇していく。そして、同図５における時刻ｔ１に、ＡＴ油温ＴＯがＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬを超過して、フレックスロックアップ制御の実行が禁止されている。

上述のようにトランスミッション１２の作動油の冷却は、オイルクーラ／ウォーマ２７における冷却水との熱交換により行われている。そのため、出口水温ＴＷが高いほど、オイルクーラ／ウォーマ２７での作動油の冷却効率は低下する。したがって、高水温化処理により目標水温ＴＷ＊が高められた状態にあるときには、ＡＴ油温ＴＯが上昇し易くなって、フレックスロックアップ制御の実行が禁止され易くなる。

図６に、図５の場合と同様に、エンジン１１が低負荷域で運転され続け、かつトランスミッション１２の発熱が大きい場合の、本実施形態の車載冷却システムの水温制御の実施態様を示す。なお、図６（ａ）はＡＴ油温ＴＯの推移を、図６（ｂ）は出口水温ＴＷの推移を、図６（ｃ）はフレックスロックアップ（Ｆ／Ｌ）制御の可否の推移を、それぞれ示している。なお、同図には、図５の比較例の場合のＡＴ油温ＴＯ、出口水温ＴＷ、及びフレックスロックアップ制御の可否のそれぞれの推移が破線で併せ示されている。

本実施形態の場合にも、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１未満となっている時刻ｔ０よりも前の期間には、高目標水温ＴＨが目標水温ＴＷ＊として設定されている。ただし、本実施形態の場合には、時刻ｔ０に、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１に達すると、高目標水温ＴＨから標準目標水温ＴＳへと目標水温ＴＷ＊が引き下げられる。これにより、出口水温ＴＷが、ひいてはオイルクーラ／ウォーマ２７に流入する冷却水の温度が低下してオイルクーラ／ウォーマ２７での作動油の冷却効率が向上するため、その後のＡＴ油温ＴＯの上昇が抑えられる。

図６の場合にも、時刻ｔ２には、ＡＴ油温ＴＯがＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬを超過して、フレックスロックアップ制御の実行が禁止される。ただし、それまでに要する時間は、比較例の場合よりも長くなる。

ここで、オイルクーラ／ウォーマ２７に流入する冷却水の流量をＡＴクーラ流量とし、同冷却水の温度をＡＴクーラ水温とする。なお、出口水温ＴＷを低下させるためにラジエータ流量を増加すると、それに応じてＡＴクーラ流量は減少する。ＡＴクーラ水温が一定であれば、ＡＴクーラ流量が減少すると、オイルクーラ／ウォーマ２７での作動油の冷却効率は低下する。そのため、ＡＴクーラ水温の低下による作動油の冷却効率の上昇代よりも、ＡＴクーラ流量の減少による同冷却効率の低下代が上回る場合には、出口水温ＴＷを低下させても、作動油の冷却効率が低下してしまう。ただし、一般的な車両１０の走行状況では、ラジエータ２３の熱交換の効率はオイルクーラ／ウォーマ２７よりも高く、ラジエータ流量の増加による出口水温ＴＷの低下幅は、同量のＡＴクーラ流量の減少によるＡＴ油温ＴＯの上昇幅よりも大きくなる。そのため、目標水温ＴＷ＊を高目標水温ＴＨから標準目標水温ＴＳに引き下げてＡＴクーラ水温を低下させれば、オイルクーラ／ウォーマ２７での作動油の冷却効率が向上してＡＴ油温ＴＯの上昇が抑えられる。

以上の本実施形態の車載冷却システムによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態の車載冷却システムにおける電子制御ユニット３０は、高水温化制御において、エンジン１１の高水温化許可運転域における目標水温ＴＷ＊を、標準目標水温ＴＳから高目標水温ＴＨへと上昇させている。そして、電子制御ユニット３０は、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上の場合には、高水温化許可運転域における目標水温ＴＷ＊を高目標水温ＴＨから標準目標水温ＴＳに引き下げている。すなわち、車載冷却システムにおける電子制御ユニット３０は、高水温化制御において、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上である場合には、エンジン１１が高水温化許可運転域で運転されている場合の目標水温ＴＷ＊を、高目標水温ＴＨから標準目標水温ＴＳに変更する高水温化抑制処理を実施している。そのため、エンジン１１の効率向上ための高水温化制御を、ＡＴ油温ＴＯの上昇を適度に抑えられる範囲内で実施できる。

（２）本実施形態では、フレックスロックアップ制御の実行が許可されるＡＴ油温ＴＯの上限値であるＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも低い温度を、高水温化抑制油温ＴＯ１として設定している。そのため、ＡＴ油温ＴＯの上昇によりフレックスロックアップ制御が禁止され難くなる。

（第２実施形態）
次に、車載冷却システムの第２実施形態を、図７を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図７に、本実施形態の車載冷却システムにおける目標水温設定ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット３０はエンジン１１の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンを繰り返し実行している。

本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００において、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、出口水温ＴＷ、及びＡＴ油温ＴＯが読み込まれる。続いてステップＳ１１０において、現在のエンジン１１が高水温化許可運転域で運転されているか否かが判定される。そして、エンジン１１が高水温化許可運転域で運転されている場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１３０に、高水温化許可運転域で運転されていない場合（ＮＯ）にはステップＳ１２０に、それぞれ処理が進められる。高水温化許可運転域で運転されておらず、ステップＳ１２０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１２０において、標準目標水温ＴＳが目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、高水温化許可運転域で運転されており、ステップＳ１３０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１３０において、ＡＴ油温ＴＯが上述の高水温化抑制油温ＴＯ１以上であるか否かが判定される。ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上の場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）には上述のステップＳ１２０に処理が進められて、標準目標水温ＴＳが目標水温ＴＷ＊の値として設定される。ここまでの処理は、第１実施形態の場合と同じである。

本実施形態の場合、ステップＳ１３０において、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１未満であると判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１３１に処理が進められる。そして、そのステップＳ１３１において、ＡＴ油温ＴＯが、上記高水温化抑制油温ＴＯ１よりも低い温度に設定されたもう一つの高水温化抑制油温ＴＯ２以上であるか否かが判定される。このときのＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ２以上の場合（Ｓ１３１：ＹＥＳ）には、ステップＳ１３２において、標準目標水温ＴＳよりも高い第１高目標水温ＴＨ１が目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ２未満の場合（Ｓ１３１：ＮＯ）には、ステップＳ１３３において、第１高目標水温ＴＨ１よりも高い第２高目標水温ＴＨ２が目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

こうした本実施形態では、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ２まで上昇した場合には、高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊が第２高目標水温ＴＨ２から第１高目標水温ＴＨ１へと引き下げられる。なお、第１高目標水温ＴＨ１には標準目標水温ＴＳよりは高い温度が設定されているため、このときには未だ、高水温化制御によるエンジン１１の効率向上効果がある程度得られる状態となっている。そして、ＡＴ油温ＴＯが更に上昇して高水温化抑制油温ＴＯ１に達すると、高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊が第１高目標水温ＴＨ１から標準目標水温ＴＳへと更に引き下げられる。このように本実施形態では、ＡＴ油温ＴＯの上昇に応じた高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊の引き下げが、２段階に分けて行われる。そのため、高水温化制御によるエンジン１１の効率向上効果の低下を抑えつつ、ＡＴ油温ＴＯの上昇を抑えられる。

（第３実施形態）
次に、車載冷却システムの第３実施形態を、図８を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図８に、本実施形態の車載冷却システムにおける目標水温設定ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット３０はエンジン１１の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンを繰り返し実行している。

本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００において、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、出口水温ＴＷ、及びＡＴ油温ＴＯが読み込まれる。本実施形態の場合には、続くステップＳ１０１において、ＡＴ油温ＴＯが既定の低水温化実施油温ＴＯ３以上であるか否かが判定される。低水温化実施油温ＴＯ３には、上述のＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも高い温度が設定されている。このときのＡＴ油温ＴＯが低水温化実施油温ＴＯ３未満の場合（ＮＯ）にはステップＳ１１０に処理が進められる。この場合の処理は、図４に示した第１実施形態の目標水温設定ルーチンのステップＳ１１０に処理が進められた場合と同じである。一方、ＡＴ油温ＴＯが低水温化実施油温ＴＯ３以上の場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）にはステップＳ１０２に処理が進められる。そして、そのステップＳ１０２において、標準目標水温ＴＳよりも低い温度に設定された低目標水温ＴＬが目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

こうした本実施形態では、ＡＴ油温ＴＯが低水温化実施油温ＴＯ３以上となっている場合には、エンジン１１が高水温化許可運転域で運転されているか否かに関わらず、標準目標水温ＴＳよりも低い温度に設定された低目標水温ＴＬが目標水温ＴＷ＊の値として設定される。ＡＴ油温ＴＯがＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬを超えて更に上昇すると、フレックスロックアップ制御だけでなく、変速機構１５の変速段の切替動作も適切に実施できなくなって車両１０の走行に支障をきたす虞がある。そこで、本実施形態では、ＡＴ油温ＴＯがＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬを超えて更に上昇した場合には、標準目標水温ＴＳよりも低い温度に目標水温ＴＷ＊を引き下げる低水温化制御を実施することで、それ以上のＡＴ油温ＴＯの上昇を抑えている。

（第４実施形態）
次に、車載冷却システムの第４実施形態を、図９及び図１０を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図９に示すように、本実施形態では、ノッキングが発生し難い運転域である高水温化許可運転域を、高負荷側の第１高水温化許可運転域と、低負荷側の第２高水温化許可運転域と、の２つの運転域に区分けしている。すなわち、第２高水温化許可運転域は、第１高水温化許可運転域よりも、更にノッキングが発生し難い運転域となっている。

図１０に、本実施形態の車載冷却システムにおける目標水温設定ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット３０はエンジン１１の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンを繰り返し実行している。

本ルーチンが開始されると、まずステップＳ２００において、エンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷ＫＬ、出口水温ＴＷ、及びＡＴ油温ＴＯが読み込まれる。そして、続くステップＳ２１０において、エンジン１１が第２高水温化許可運転域で運転されているか否かが判定される。このときのエンジン１１が第２高水温化許可運転域で運転されている場合（ＹＥＳ）にはステップＳ２６０に、そうでない場合（ＮＯ）にはステップＳ２２０に、それぞれ処理が進められる。

エンジン１１が第２高水温化許可運転域で運転されておらず、ステップＳ２２０に処理が進められた場合には、そのステップＳ２２０において、エンジン１１が第１高水温許可運転域で運転されているか否かが判定される。このときのエンジン１１が第１、第２のいずれの高水温許可運転域でも運転されていない場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２３０において、標準目標水温ＴＳが目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、エンジン１１が第１高水温化許可運転域で運転されている場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２４０において、ＡＴ油温ＴＯが上述の高水温化抑制油温ＴＯ１以上であるか否かが判定される。上述のように、高水温化抑制油温ＴＯ１には、Ｆ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも低い温度が設定されている。このときのＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１未満の場合（ＮＯ）には、ステップＳ２５０において上述の第１高目標水温ＴＨ１が目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。また、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上の場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）には、上述のステップＳ２３０に処理が進められる。すなわち、この場合には、標準目標水温ＴＳが目標水温ＴＷ＊の値として設定される。

これに対して、エンジン１１が第２高水温化許可運転域で運転されており（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２６０に処理が進められると、そのステップＳ２６０において、ＡＴ油温ＴＯがもう一つ高水温化抑制油温ＴＯ２以上であるか否かが判定される。上述のように高水温化抑制油温ＴＯ２には、高水温化抑制油温ＴＯ１よりも低い温度が設定されている。すなわち、高水温化抑制油温ＴＯ１は、高水温化抑制油温ＴＯ２よりも高く、Ｆ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも低い温度とされている。

さて、このときのＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ２未満の場合（Ｓ２６０：ＮＯ）にはステップＳ２７０に処理が進められ、そのステップＳ２７０において上述の第２高目標水温ＴＨ２が目標水温ＴＷ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。また、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ２以上の場合（Ｓ２６０：ＹＥＳ）には、上述のステップＳ２４０に処理が進められる。すなわち、この場合には、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１未満であれば第１高目標水温ＴＨ１が、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上であれば標準目標水温ＴＳが、それぞれ目標水温ＴＷ＊の値として設定される。

こうした本実施形態では、高水温化許可運転域を２つの運転域に区分けして、高水温化制御を行っている。そのため、運転領域毎のノッキングの発生し易さに応じた、より緻密な高水温化制御を実施できる。

（第５実施形態）
次に、車載冷却システムの第５実施形態を、図１１を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態の車載冷却システムが適用される車両１０にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図１１に示すように、本実施形態の車載冷却システムが適用される車両１０のエンジン１１も、第１実施形態の場合と同様に、トルクコンバータ１３、ロックアップクラッチ１４、及び変速機構１５が設けられたトランスミッション１２に連結されている。一方、本実施形態の車載冷却システムは、エンジン１１の内部に形成されたウォータジャケット２０に向けて冷却水を圧送するポンプとして、電力の供給を受けて動作する電動式のウォータポンプ１０３を備えている。また、本実施形態の車載冷却システムには、ウォータジャケット２０を通過した冷却水をウォータポンプ１０３に還流するための水路として、ラジエータ水路１０４、ヒータ水路１０５、及びＡＴ水路１０６の並列に設けられた３つの水路を有している。ラジエータ水路１０４にはラジエータ２３が、ヒータ水路１０５にはヒータコア２５が、ＡＴ水路１０６にはオイルクーラ／ウォーマ２７が、それぞれ設置されている。また、ヒータ水路１０５には、暖房の使用時以外は同ヒータ水路１０５の通水を遮断する通水遮断弁１０７がヒータコア２５と直列に配置されている。

さらに本実施形態の車載冷却システムは、水温制御部としての電子制御ユニット１１０を備えている。電子制御ユニット１１０は、第１実施形態の車載冷却システムにおける電子制御ユニット３０と同様の演算処理装置１１１と記憶装置１１２とを備えており、水温センサ３３及び油温センサ３４の検出結果やエンジン回転数ＮＥやエンジン負荷ＫＬなどの情報が入力されている。

本実施形態においても、電子制御ユニット１１０は、出口水温ＴＷを目標水温ＴＷ＊とするための水温制御を実施している。ただし、本実施形態における電子制御ユニット１１０は、目標水温ＴＷ＊と出口水温ＴＷとの偏差に応じて、ウォータポンプ１０３の供給電力ＥＰを操作することで、水温制御を行っている。具体的には、出口水温ＴＷが目標水温ＴＷ＊よりも高いときにはウォータポンプ１０３の供給電力ＥＰを増大してラジエータ流量を増加させる一方で、出口水温ＴＷが目標水温ＴＷ＊よりも低いときにはウォータポンプ１０３の供給電力ＥＰを低減してラジエータ流量を減少させる。そして、これにより、電子制御ユニット１１０は、出口水温ＴＷを目標水温ＴＷ＊とすべく、ラジエータ流量を調整している。

なお、本実施形態においても電子制御ユニット１１０は、図３の目標設定ルーチンの処理を通じて目標水温ＴＷ＊を設定している。そのため、本実施形態の車載冷却システムにおいても、第１実施形態の場合と同様に、上記（１）及び（２）の効果を奏することができる。

上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第５実施形態のように構成された車載冷却システムにおける目標水温の設定を、第２〜第４実施形態における目標水温設定ルーチンの処理を通じて行うようにしてもよい。

・第４実施形態における水温制御に際して、第３実施形態と同様の低水温化制御を併せ実施するようにしても良い。
・第３実施形態では、Ｆ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも高い温度を低水温化実施油温ＴＯ３として設定していた。高水温化抑制油温ＴＯ１よりも高く、かつＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも低い温度を、低水温化実施油温ＴＯ３として設定してもよい。こうした場合には、ＡＴ油温ＴＯの上昇によりフレックスロックアップ制御が更に禁止され難くなる。

・第１及び第３実施形態の目標水温設定ルーチンでは、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１まで上昇した場合には、高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊を標準目標水温ＴＳまで引き下げるようにしていた。ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上の場合の高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊を、高目標水温ＴＨよりも低く、かつ標準目標水温ＴＳよりも高い温度としてもよい。同様に、第２及び第４実施形態の目標水温設定ルーチンにおいて、ＡＴ油温ＴＯが高水温化抑制油温ＴＯ１以上の場合の高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊として、第１高目標水温ＴＨ１よりも低く、かつ標準目標水温ＴＳよりも高い温度を設定するようにしてもよい。

・上記実施形態における水温制御では、ＡＴ油温ＴＯに応じて目標水温ＴＷ＊を変更しているが、その結果として水温制御のハンチングが生じる場合がある。こうしたハンチングを抑制するため、目標水温ＴＷ＊の変更後、一定の期間は同目標水温ＴＷ＊の再変更を禁止するようにしてもよい。

・第２実施形態では、高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊を、ＡＴ油温ＴＯの上昇に応じて２段階に分けて引き下げていたが、３段階以上に分けて引き下げるようにしてもよい。また、第４実施形態でも、第２高水温化許可運転域の目標水温ＴＷ＊を、ＡＴ油温ＴＯの上昇に応じて２段階に分けて引き下げていたが、３段階以上に分けて引き下げるようにしてもよい。

・上記実施形態の車載冷却システムでは、ラジエータ２３を迂回するバイパス水路であるＡＴ水路２８、１０６に、作動油の冷却と加温との双方を行うオイルクーラ／ウォーマ２７が設置されていた。こうしたオイルクーラ／ウォーマ２７の代わりに、作動油の冷却のみを行うオイルクーラを設置するようにしてもよい。そうした場合のオイルクーラは、ラジエータ水路２４を通過した冷却水が流入する冷却水の循環回路に配置することが可能である。

・上記実施形態では、高水温化抑制油温ＴＯ１、ＴＯ２として、フレックスロックアップ制御の実行が許可されるＡＴ油温ＴＯの上限値であるＦ／Ｌ許可最高油温ＴＦＬよりも低い温度を設定していた。なお、ＡＴ油温ＴＯの過度の上昇は、フレックスロックアップ制御以外のトランスミッション１２の動作も制限する。高水温化処理における高温側への目標水温ＴＷ＊の変更の禁止によっては、そうしたフレックスロックアップ制御以外のトランスミッション１２の動作制限を抑制することも可能である。そうした場合には、対象とするトランスミッション１２の動作が制限されるＡＴ油温ＴＯよりも若干低い温度を高水温化抑制油温として設定するとよい。

１０…車両
１１…エンジン
１２…トランスミッション
１３…トルクコンバータ
１４…ロックアップクラッチ
１５…変速機構
２０…ウォータジャケット
２１…ウォータポンプ
２２…流量制御弁
２２Ａ…弁体
２３…ラジエータ
２４、１０４…ラジエータ水路
２５…ヒータコア
２６、１０５…ヒータ水路
２７…オイルクーラ／ウォーマ
２８、１０６…ＡＴ水路
３０、１１０…電子制御ユニット
３１、１１１…演算処理装置
３２、１１２…記憶装置
１０３…電動式のウォータポンプ
１０７…通水遮断弁

Claims (6)

1. 外気との熱交換により冷却水を冷却するラジエータと、冷却水との熱交換によりトランスミッションの作動油を冷却するオイルクーラと、がエンジンの内部を通る冷却水の循環回路に設置されるとともに、冷却水の温度を目標水温とすべく前記ラジエータを通過する冷却水の流量であるラジエータ流量を調整する水温制御部を備える車載冷却システムにおいて、
   前記水温制御部は、前記エンジンが既定の高水温化許可運転域で運転されていない場合には既定の標準目標水温を前記目標水温として設定する一方で、前記エンジンが前記高水温化許可運転域で運転されている場合には前記標準目標水温よりも高い高目標水温を前記目標水温として設定する高水温化制御を実行するものであって、
   かつ同水温制御部は、前記高水温化制御において、前記作動油の温度が既定の高水温化抑制油温以上である場合には、前記エンジンが前記高水温化許可運転域で運転されている場合の前記目標水温を、前記高目標水温よりも低く、かつ前記標準目標水温以上の温度に変更する高水温化抑制処理を実施する
   車載冷却システム。
2. 前記水温制御部は、前記作動油の温度が前記高水温化抑制油温よりも高い低水温化実施油温以上の温度である場合には、前記目標水温を前記標準目標水温よりも低い温度に変更する低水温化制御を実行する
   請求項１に記載の車載冷却システム。
3. 前記車載冷却システムは、フレックスロックアップ制御を実行可能なロックアップクラッチが前記トランスミッションに設けられた車両に搭載されており、
   かつ前記フレックスロックアップ制御の実行が許可される前記作動油の温度の上限値よりも低い温度が前記高水温化抑制油温として設定されている
   請求項１又は２に記載の車載冷却システム。
4. 前記循環回路には、前記ラジエータを経由するラジエータ水路と、前記ラジエータを迂回するバイパス水路と、が前記エンジンの内部を通過した冷却水を同エンジンの内部に還流する水路として設けられるとともに、動作位置を変更可能な弁体を有して同弁体の動作位置により前記ラジエータ水路及び前記バイパス水路の冷却水の流量比率を変化させる流量調整弁が設置されており、
   前記水温制御部は、前記流量調整弁における前記弁体の動作位置を操作することで前記ラジエータ流量を調整する
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車載冷却システム。
5. 前記オイルクーラは、前記バイパス水路に設置されている請求項４に記載の車載冷却システム。
6. 前記循環回路に冷却水を循環させるウォータポンプとして、電力の供給を受けて作動する電動式のウォータポンプが設置されており、
   前記水温制御部は、前記ウォータポンプの供給電力を操作することで前記ラジエータ流量を調整する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載冷却システム。

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