JP5682634B2 - 内燃機関の冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の冷却システムに関する。

所定温度で比熱が変わる冷却水が知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷却水は、相転移を起こす物質を封入したカプセルを液体の中に分散させて構成される。また、サーモスタットの開弁を禁止することで冷却水温度を上昇させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、設定された冷却水温度となるように電子サーモスタットを制御するシステムにおいて、所定温度で比熱が変わる冷却水を使用する場合には、従来と同じように電子サーモスタットを制御したのでは、冷却水の比熱が変わるという特性を十分に活用しているとはいえない。

また、冷却水はユーザにより交換されることもある。このため、比熱が変化する冷却水から比熱が変化しない冷却水へ交換されることもある。また、比熱が変化する温度が異なる冷却水に交換されることもある。これらの冷却水は、夫々、サーモスタットの適正な開弁時期が異なる。したがって、冷却水の性状に応じてサーモスタットの制御を行わなければ、内燃機関の過熱を招いたり、または、内燃機関の暖機完了までに時間を要したりする虞がある。

特開２０１０−１６８５３８号公報 特開２００３−１３８９４０号公報

本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、冷却水の性状を正確に推定することを目的とする。

上記課題を達成するために本発明による内燃機関の冷却システムは、
内燃機関の冷却水通路に設けられ冷却水から熱を奪うラジエータと、
前記ラジエータをバイパスするバイパス通路と、
閉弁時には前記ラジエータへの冷却水の流通を遮断して前記バイパス通路に冷却水を流通させ、開弁時には少なくとも前記ラジエータに冷却水を流通させるサーモスタットと、
前記サーモスタットが開弁する温度を変更する制御装置と、
を備える内燃機関の冷却システムにおいて、
前記サーモスタットの開弁を禁止し、このときの冷却水の温度の推移に基づいて該冷却水の性状を推定する推定装置を備える。

冷却水の性状の推定には、所定温度で冷却水の比熱が変化するものであるか否かの推定、または、該所定温度の推定が含まれる。この所定温度は、例えば冷却水に含まれる物質に構造相転移が起こる温度とすることができる。すなわち、構造相転移により熱が放出されるか又は熱が吸収されるため、構造相転移が起こる温度では冷却水の比熱が高くなる。このため、所定温度においては、熱の出入が多少あったとしても冷却水の温度は略一定となる。

ここで、サーモスタットの開弁を禁止することにより、冷却水がラジエータを流通しなくなるので、冷却水の温度が徐々に上昇する。このときの温度の推移は冷却水の性状によって変わる。したがって、温度の推移に基づいて冷却水の性状を推定することができる。なお、サーモスタットの開弁を禁止している場合であっても、過熱の虞がある場合にはサーモスタットの開弁を許可することもできる。すなわち、サーモスタットが開弁する温度を、過熱を抑制し得る温度または過熱しない温度の上限値に設定してもよい。さらに、推定装置により冷却水の性状を推定するときには、冷却水の性状を推定していないときよりも、サーモスタットが開弁する温度を高くするとしてもよい。

また、本発明においては、前記推定装置は、比熱が変化する冷却水が用いられているか、または比熱が変化しない冷却水が用いられているかを推定することができる。ここで、比熱が変化する冷却水が用いられている場合には、冷却水の温度が上昇し得る運転状態の場合であっても冷却水の温度が一定となる時期がある。一方、比熱が変化しない冷却水が用いられている場合には、このような時期はない。したがって、冷却水の温度の推移に基づいて、比熱が変化する冷却水が用いられているか、または比熱が変化しない冷却水が用いられているかを推定することができる。

また、本発明においては、前記推定装置は、比熱が変化する冷却水が用いられているときの比熱が変化する温度を推定することができる。ここで、比熱が変化する冷却水が用いられている場合には、比熱が変化する温度になると該温度で一定となる時期がある。このため、冷却水の温度の推移に基づいて、比熱が変化する温度を推定することができる。

また、本発明においては、前記推定装置は、前記サーモスタットの開弁が禁止されているときに、
冷却水の温度が一定になる場合には、比熱が変化する冷却水が用いられており且つ一定になるときの温度が該冷却水の比熱が変化する温度であると推定し、
冷却水の温度が一定にならない場合には、比熱が変化しない冷却水が用いられていると推定することができる。

ここで、比熱が変化する冷却水が用いられている場合には、冷却水の温度が上昇し得る運転状態の場合であっても冷却水の温度が一定となる時期がある。このように冷却水の温度が一定となれば、比熱が変化する冷却水が用いられていると判断することができる。一方、冷却水の温度が一定とならなければ、比熱が変化しない冷却水が用いられていると判断することができる。また、比熱が変化するときには冷却水の温度が一定となるため、該一定となる温度が、比熱が変化する温度であると判断することができる。

また、本発明においては、前記制御装置は、比熱が変化する冷却水が用いられているときの前記サーモスタットの開弁温度を、前記推定装置により推定される比熱が変化する温度よりも高い温度に設定することができる。

ここで、サーモスタットが開くと、ラジエータに冷却水が流通するため、冷却水の温度上昇が抑制される。仮に、冷却水の比熱が変化する温度よりも低い温度のときにサーモスタットが開くと、冷却水の比熱が変化する温度まで上昇することが抑制されるので、比熱が大きくなる特性を活用できない。一方、冷却水の比熱が変化する温度よりも高い温度のときにサーモスタットが開くように設定すると、サーモスタットが閉じているときに、冷却水の比熱が大きくなり得るため、比熱が大きくなる特性を活用できる。すなわち、サーモスタットが閉じているときに冷却水の温度を一定に維持することができるため、冷却水の温度の変動に対応した制御が不要となる。このため、内燃機関の運転状態を安定させることができる。

また、本発明においては、前記推定装置は、前記比熱が変化する温度よりも高い温度になる位置の冷却水の温度と、前記比熱が変化する温度よりも低い温度になる位置の冷却水の温度と、の差に基づいて、前記冷却水が劣化しているか否か推定することができる。

ここで、冷却水が内燃機関を通過すると、該内燃機関から冷却水へ熱が移動するため、冷却水の温度が上昇する。また、冷却水がラジエータを通過すると、冷却水から熱が奪われるため、冷却水の温度が下降する。このように、内燃機関の前後やラジエータの前後では、冷却水の温度が変化し得る。そして、比熱が変化する冷却水が用いられている場合には、冷却水が内燃機関を通過するとき又はラジエータを通過するときに比熱が変化するように比熱が変化する温度を設定しておけば、冷却水の温度の変動を抑制し得る。すなわち、比熱が変化する温度よりも高い温度になる位置には、内燃機関よりも下流で且つラジエータよりも上流の冷却水通路が含まれる。また、比熱が変化する温度よりも低い温度になる位置には、ラジエータよりも下流で且つ内燃機関よりも上流の冷却水通路が含まれる。しかし、冷却水が劣化すると、比熱の変化が十分でなくなったり、比熱が変化しなくなったりするため、冷却水の温度の変動が大きくなる。すなわち、比熱が変化する温度よりも高い温度になる位置の冷却水の温度と、比熱が変化する温度よりも低い温度になる位置の冷却水の温度と、の差は、冷却水の劣化の度合いに応じて大きくなる。したがって、この温度の差に基づいて冷却水の劣化を推定することができる。

また、本発明においては、前記推定装置は、前記比熱が変化する温度よりも高い温度になる位置の冷却水の温度と、前記比熱が変化する温度よりも低い温度になる位置の冷却水の温度と、の差が閾値よりも大きな場合に、前記冷却水が劣化していると推定することができる。ここでいう閾値は、冷却水が劣化しているか否かの境にあるときの前記温度の差とすることができる。すなわち、劣化の度合いが大きくなるほど、前記温度の差が大きくなるため、閾値を設定しておけば、該温度の差と閾値とを比較することで、冷却水の劣化を容易に推定することができる。なお、この温度の差が大きいほど、冷却水の劣化の度合いが大きいと推定することもできる。

また、本発明においては、前記推定装置は、定期的に冷却水の性状を推定することができる。ここで、冷却水は時間と共に劣化して性状が変化することがある。また、ユーザが冷却水を交換することにより、冷却水の性状が変化することもある。したがって、定期的に冷却水の性状を推定することで、これら冷却水の性状の変化した場合であってもサーモスタットの開閉条件を最適化することができる。なお、「定期的」には、所定の走行距離毎または所定の時間毎を含むことができる。

本発明によれば、冷却水の性状を正確に推定することができる。これにより、サーモスタットの開弁温度を適正に設定することができる。

実施例に係る内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。 内燃機関の暖機時の出口側温度の推移を示したタイムチャートである。 比熱変化温度と、比熱が変化する温度を推定するときに設定されるサーモスタットの開弁温度と、比熱変化温度に基づいて設定されるサーモスタットの開弁温度と、の関係を示した図である。 実施例１に係る冷却水の温度制御のフローを示したフローチャートである。 内燃機関に流入する冷却水の温度と、内燃機関に流入する冷却水の温度と、比熱変化温度と、の関係を示した図である。 実施例２に係る冷却水の劣化判定のフローを示したフローチャートである。

以下、本発明に係る内燃機関の冷却システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の内燃機関である。

内燃機関１の内部には冷却水を循環させるためのウォータジャケット２が形成されている。また、内燃機関１には、第１冷却水通路１１及び第２冷却水通路１２が接続されている。この、第１冷却水通路１１及び第２冷却水通路１２には、ラジエータ１３及びバイパス通路１４が接続されている。

第１冷却水通路１１は、ウォータジャケット２の出口側とラジエータ１３の入口側とを接続している。すなわち、第１冷却水通路１１は、ウォータジャケット２から冷却水を排出するための通路である。また、第２冷却水通路１２は、ラジエータ１３の出口側とウォータジャケット２の入口側とを接続している。すなわち、第２冷却水通路１２は、ウォータジャケット２へ冷却水を供給するための通路である。

また、第２冷却水通路１２とウォータジャケット２との接続部には、第２冷却水通路１２側からウォータジャケット２側へ冷却水を吐出するウォータポンプ３が設けられている。

バイパス通路１４は、第１冷却水通路１１と第２冷却水通路１２とを連通することで、ラジエータ１３をバイパスしている。

また、第２冷却水通路１２とバイパス通路１４との接続部よりもラジエータ１３側の第２冷却水通路１２には、電子制御式のサーモスタット１５が設けられている。このサーモスタット１５は、後述するＥＣＵ３０からの信号に応じて開度が調整される。そして、サーモスタット１５の開度が制御されることにより、ラジエータ１３に供給される冷却水の量が調整される。

サーモスタット１５が閉じているときには、ウォータジャケット２から第１冷却水通路１１へ流出した冷却水は、バイパス通路１４を経由して再びウォータジャケット２に送られる。こうした冷却水の循環によって冷却水が徐々に暖められ、内燃機関１の暖機が促進される。

また、サーモスタット１５が開いているときには、ラジエータ１３及びバイパス通路１４を経由して冷却水が循環される。なお、サーモスタット１５の状態に関わらず、ラジエータ１３及びバイパス通路１４以外の部位にも冷却水は循環するが、図１ではこれらの部位を省略している。

また、ウォータジャケット２の接続部とバイパス通路１４の接続部との間の第１冷却水通路１１には、ウォータジャケット２から流出する冷却水の温度（以下、出口側温度ともいう。）を測定する出口側温度センサ３１が取り付けられている。また、ウォータジャケット２の接続部とバイパス通路１４の接続部との間の第２冷却水通路１２には、ウォータジャケット２へ流入する冷却水の温度（以下、入口側温度ともいう。）を測定する入口側温度センサ３２が取り付けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ３０が併設されている。このＥＣＵ３０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。

また、ＥＣＵ３０には、上記センサの他、アクセル開度に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出するアクセル開度センサ３３、および機関回転数を検出するクランクポジションセンサ３４が電気配線を介して接続さている。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ３０に入力される。一方、ＥＣＵ３０には、サーモスタット１５が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ３０はこのサーモスタット１５を制御する。なお、本実施例においてはサーモスタット１５を制御するＥＣＵ３０が、本発明における制御装置に相当する。

ここで、本実施例に係る冷却水には、所定温度で比熱が変化するものを用いることができる。この冷却水は、例えば所定温度で固体から液体、または液体から固体へ相転移する物質を含んで構成される。すなわち、冷却水の温度が高くなる過程で所定温度となると、冷却水に含まれる物質が固体から液体へ変化し、このときには周りから熱を吸収する。一方、冷却水の温度が低くなる過程で所定温度となると、冷却水に含まれる物質が液体から固体へ変化し、このときには周りへ熱を放出する。このように液体と固体との間で相転移するときには冷却水の比熱が変化する。

図２は、内燃機関１の暖機時の出口側温度の推移を示したタイムチャートである。図２において、ＡからＢの期間では、出口側温度が所定温度Ｄで一定となる。また、Ｃで示される時刻においてサーモスタット１５が開く温度Ｅとなり、サーモスタット１５が開いている。これにより、冷却水がラジエータ１３を流通するため、出口側温度は略一定となる。なお、サーモスタット１５が開くまでは、出口側温度と入口側温度とは略同じである。

すなわち、所定温度Ｄのときには相転移が起こるため、他の温度のときよりも、冷却水の比熱が高くなる。このため、図２に示されるように、ＡからＢの期間で出口側温度が所定温度Ｄで一定となる。そして、図２は、サーモスタット１５が開く温度Ｅのほうが所定温度Ｄよりも高い場合を示している。なお、比熱が変化する温度である所定温度Ｄを、以下では比熱変化温度Ｄともいう。

このように、出口側温度が比熱変化温度Ｄよりも高いときにサーモスタット１５が開くように設定しておけば、冷却水の比熱が高くなる特性、すなわち冷却水温度が一定となる特性を活用することできる。すなわち、冷却水温度が上昇しているときには、熱を奪うことにより温度の上昇を抑制し、冷却水温度が下降しているときには、熱を与えることにより温度の下降を抑制できる。このため、冷却水温度が変動することを抑制できるので、内燃機関１の運転状態を安定させることができる。

なお、サーモスタット１５を開く温度Ｅは、たとえば内燃機関１の暖機が完了する温度としてもよいが、これに限らない。また、比熱変化温度Ｄが、内燃機関１の暖機が完了する温度よりも低くなるように、冷却水に含まれる成分を決定してもよい。比熱変化温度Ｄの最適値は実験等により求めることができる。

ところで、ユーザが冷却水を交換するときに、比熱が比熱変化温度Ｄで変化するものから、比熱が変化しないものに交換することが考えられる。また、比熱変化温度Ｄが交換前と交換後とで異なることも考えられる。さらに、冷却水を交換しなくても、冷却水が劣化することにより、比熱変化温度Ｄが変わることもある。これらの場合に、サーモスタット１５を開く温度をそれぞれの冷却水に応じた値に設定することで、内燃機関１の過熱や燃費の悪化を抑制できる。

そこで、本実施例では、冷却水の比熱が変化するか否か判定し、さらに冷却水の比熱が変化するときには、比熱変化温度Ｄを求める。

図３は、比熱変化温度Ｄと、比熱が変化する温度を推定するときに設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ１と、比熱変化温度Ｄに基づいて設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２と、の関係を示した図である。実線は冷却水の比熱が変化する場合を示し、一点鎖線は冷却水の比熱が変化しない場合を示している。横軸は時間を示している。

比熱変化温度Ｄを推定するときに設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ１は、前回に比熱変化温度Ｄとして推定された温度よりも高い温度で、且つ、内燃機関１が過熱する温度よりも低い温度に設定される。さらに、このサーモスタット１５の開弁温度Ｔ１は、冷却水の比熱が変化し得る温度よりも高い温度に設定される。このサーモスタット１５の開弁温度Ｔ１は、内燃機関１の過熱を抑制するために設定されるため、この温度まではサーモスタット１５の開弁が禁止されるともいえる。

このようにサーモスタット１５の開弁温度Ｔ１を設定することで、比熱が変化する冷却水が用いられている場合には、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ１に達する前に比熱が変化するために温度が一定となる時期がある。すなわち、冷却水の温度が一定となる時期がある場合には、比熱が変化する冷却水が用いられていると判断することができる。そして、温度が一定となる時期の該温度は、比熱変化温度Ｄと判断することができる。その後、比熱が変化する温度Ｄよりも所定値だけ高い温度を、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ２として設定する。この開弁温度Ｔ２は、比熱が変化する冷却水が用いられているか否かの推定または比熱変化温度Ｄの推定が行われているとき以外のときにサーモスタット１５が開弁される温度である。

一方、冷却水の温度が一定となる時期がない場合には、比熱が変化しない冷却水が用いられていると判断することができる。この場合には、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ２を、比熱が変化しない冷却水を用いたときの温度に設定する。この開弁温度Ｔ２は、予めＥＣＵ３０に記憶させておく。

図４は、本実施例に係る冷却水の温度制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に実行される。

ステップＳ１０１では、冷却水が交換されたか否か判定する。すなわち、冷却水の比熱が変化する虞があるか否か判定している。例えば冷却水の水位を検出するセンサを備え、該センサにより冷却水の水位が所定値まで下がったときに冷却水が交換されたと判定できる。また、出口側温度センサ３１または入口側温度センサ３２により検出される温度に基づいて判定することもできる。さらに、冷却水を交換したときにユーザが押すスイッチを設置しておき、該スイッチが押されたか否かに基づいて判定することもできる。ステップＳ１０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、冷却水の比熱を推定する時期であるか否か判定される。例えば、予め設定されている距離を走行した場合、または予め設定されている期間が経過した場合に冷却水の比熱を推定する時期であると判定される。この時期は、たとえば冷却水が劣化し得る時期として予め設定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、否定判定がなされた場合にはサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２を変更する必要がないため、本ルーチンを終了させる。

ステップＳ１０３では、サーモスタット１５の開弁温度を、比熱変化温度Ｄを推定するときに設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ１に設定する。すなわち、サーモスタット１５の開弁温度を、本ルーチンが実行されていないときに設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２よりも高くする。なお、このときの開弁温度Ｔ１は、比熱が変化する冷却水を用いた場合に比熱が変化し得る温度よりも高く、且つ、内燃機関１が過熱する温度よりも低く設定される。本ステップでは、比熱変化温度Ｄを判断するため、または比熱が変化する冷却水が用いられているか否か判断するために、サーモスタット１５の開弁を禁止しているともいえる。

ステップＳ１０４では、冷却水温度の推移に基づいて比熱変化温度Ｄが推定される。すなわち、冷却水温度が一定となる時期を検出し、該一定となる時期の温度が比熱変化温度Ｄであると推定する。また、冷却水温度が一定となる時期が存在しなければ、比熱が変化しない冷却水が用いられていると推定する。なお、たとえばアイドル運転時には、冷却水の比熱が変化するか否かにかかわらず、冷却水温度が一定となる。このため、本ステップでは、冷却水温度が上昇し得る運転状態であるにもかかわらず、冷却水温度が一定となる時期を検出する。このため、内燃機関１の運転状態を考慮して比熱変化温度Ｄが推定される。なお、本実施例においてはステップＳ１０３及びステップＳ１０４を処理するＥＣＵ３０が、本発明における推定手段に相当する。

ステップＳ１０５では、比熱変化温度Ｄよりも所定値高い温度をサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２として設定する。また、比熱変化温度Ｄよりも所定比率高い温度をサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２として設定してもよい。このときに設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２は、本ルーチンが実行されていないときにサーモスタット１５が開かれる温度である。なお、比熱変化温度Ｄが存在しない場合には、予めＥＣＵ３０に記憶されている温度をサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２に設定する。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２が、上限値Ｔ３よりも高いか否か判定される。上限値Ｔ３は、たとえば内燃機関１が過熱する虞のない温度の上限値として設定される。すなわち、比熱変化温度Ｄが高すぎるために、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ２が高くなると、内燃機関１が過熱する虞があるため、上限値Ｔ３を設定している。テップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０８へ進んでサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２を上限値Ｔ３に設定し直す。ステップＳ１０６で否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２が、下限値Ｔ４よりも低いか否か判定される。下限値Ｔ４は、たとえば燃費が許容範囲内となるサーモスタット１５の開弁温度の下限値である。すなわち、比熱変化温度Ｄが低すぎるために、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ２が低くなると、内燃機関１の燃費が悪化する虞があるため、下限値Ｔ４を設定している。ステップＳ１０７で否定判定がなされた場合には、ステップＳ１０５で設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２をそのまま採用して本ルーチンを終了させる。一方、ステップＳ１０７で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０９へ進んでサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２を下限値Ｔ４に設定し直す。

以上説明したように本実施例によれば、サーモスタット１５の開弁を禁止したり、開弁温度を高い温度に設定したりすることで、比熱が変化する冷却水が用いられているか否か判断することができる。また、比熱が変化する冷却水が用いられている場合には、この比熱が変わる温度を推定することができる。また、サーモスタット１５の開弁温度に上限値Ｔ３を設定することにより、内燃機関１の過熱を抑制できる。さらに、サーモスタット１５の開弁温度に下限値Ｔ４を設定することにより、内燃機関１の燃費の悪化を抑制できる。そして、サーモスタット１５の開弁温度を適正に設定することができる。

本実施例では、実施例１で設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２にしたがってＥＣＵ３０がサーモスタット１５を制御しているときの冷却水の温度の変化幅に基づいて、冷却水が劣化しているか否か推定する。その他の装置などは実施例１と同じため説明を省略する。

ここで図５は、内燃機関１に流入する冷却水の温度（入口側温度）と、内燃機関１に流入する冷却水の温度（出口側温度）と、比熱変化温度Ｄと、の関係を示した図である。ここで、本実施例では、以下の関係が成立するようにサーモスタット１５の開弁温度が設定される。
入口側温度＜比熱変化温度Ｄ＜出口側温度

すなわち、入口側温度よりも比熱変化温度Ｄのほうが高くなり、且つ、比熱変化温度Ｄよりも出口側温度のほうが高くなる。このため、冷却水がウォータジャケット２を流通しているときに比熱変化温度Ｄとなる。そうすると、内燃機関１の内部で比熱が高くなるため、内燃機関１の内部での冷却水の温度上昇を抑制することができる。これにより、内燃機関１の運転状態を安定させることができる。

ところで、冷却水の劣化の度合いが大きくなるほど、出口側温度と入口側温度との差である温度変化幅が大きくなる。同様に、ラジエータ１３に流入する冷却水の温度と、ラジエータ１３から流出する冷却水の温度と、の差も冷却水の劣化に応じて大きくなる。すなわち、冷却水の劣化の度合いが大きくなると、比熱の変化で吸収できる熱量が減少するため、温度変化幅が大きくなる。このため、温度変化幅に基づいて冷却水の劣化を判定することができる。

なお、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ２が適正に設定されていない場合にも温度変化幅が大きくなるため、いずれが原因となって温度変化幅が大きくなっているのか判断する必要もある。

図６は、本実施例に係る冷却水の劣化判定のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、実施例１で設定されるサーモスタット１５の開弁温度Ｔ２にしたがって該サーモスタット１５がＥＣＵ３０により制御されているときの所定の時間毎に実行される。

ステップＳ２０１では、温度変化幅が所定値ΔＴ１よりも大きいか否か判定される。所定値ΔＴ１は、冷却水が劣化していないとされる範囲の上限値である。ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、否定判定がなされた場合には冷却水は劣化していないと推定されるため本ルーチンを終了させる。

ステップＳ２０２では、比熱変化温度が推定される。すなわち、実施例１で説明したように比熱変化温度が推定される。例えばバッテリ交換などでＥＣＵ３０に記憶されていた比熱変化温度が変わる場合もある。このような場合にも、温度変化幅が大きくなる。このため、比熱変化温度の設定が誤っているのか、または冷却水が劣化しているのかを判断する必要があるので、比熱変化温度を再度推定している。

ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２で推定される値が、前回推定された値と変化がないか否か判定される。すなわち、ステップＳ２０３では、比熱変化温度の推定値が正しいか否か判定している。ステップＳ２０３で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０４へ進んで冷却水は劣化していると判定される。一方、ステップＳ２０３で否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。また、否定判定がなされた場合には、サーモスタット１５の開弁温度Ｔ２が適正に設定されていない虞があるため、開弁温度Ｔ２を再度設定する。

冷却水が劣化していると判定された場合には、比熱が変化しない冷却水が用いられているときよりもサーモスタット１５の開弁温度を低く設定してもよい。すなわち、比熱が変化する冷却水の場合、変化する前及び変化した後の比熱は、比熱が変化しない冷却水よりも低い。そうすると、内燃機関１の暖機を促進させることができる。このため、比熱が変化する冷却水が劣化すると、比熱が変化しない冷却水を用いた場合よりも過熱し易くなる。これに対しサーモスタット１５の開弁温度を低くすることで、内燃機関１が過熱することを抑制できる。

以上説明したように本実施例によれば、冷却水の劣化を容易に推定することができる。そして、冷却水の劣化に応じてサーモスタット１５の開弁温度を設定できる。

１ 内燃機関
２ ウォータジャケット
３ ウォータポンプ
１１ 第１冷却水通路
１２ 第２冷却水通路
１３ ラジエータ
１４ バイパス通路
１５ サーモスタット
３０ ＥＣＵ
３１ 出口側温度センサ
３２ 入口側温度センサ
３３ アクセル開度センサ
３４ クランクポジションセンサ

Claims (7)

1. 内燃機関の冷却水通路に設けられ冷却水から熱を奪うラジエータと、
   前記ラジエータをバイパスするバイパス通路と、
   閉弁時には前記ラジエータへの冷却水の流通を遮断して前記バイパス通路に冷却水を流通させ、開弁時には少なくとも前記ラジエータに冷却水を流通させるサーモスタットと、
   前記サーモスタットが開弁する温度を変更する制御装置と、
   を備える内燃機関の冷却システムにおいて、
   前記サーモスタットの開弁を禁止し、このときの冷却水の温度の推移に基づいて該冷却水の性状を推定する推定装置を備え、
   前記推定装置は、比熱が変化する冷却水が用いられているか、または比熱が変化しない冷却水が用いられているかを推定する内燃機関の冷却システム。
2. 前記推定装置は、比熱が変化する冷却水が用いられているときの比熱が変化する温度を推定する請求項１に記載の内燃機関の冷却システム。
3. 前記推定装置は、前記サーモスタットの開弁が禁止されているときに、
   冷却水の温度が一定になる場合には、比熱が変化する冷却水が用いられており且つ一定になるときの温度が該冷却水の比熱が変化する温度であると推定し、
   冷却水の温度が一定にならない場合には、比熱が変化しない冷却水が用いられていると推定する請求項１または２に記載の内燃機関の冷却システム。
4. 前記制御装置は、比熱が変化する冷却水が用いられているときの前記サーモスタットの開弁温度を、前記推定装置により推定される比熱が変化する温度よりも高い温度に設定する請求項２または３に記載の内燃機関の冷却システム。
5. 前記推定装置は、前記比熱が変化する温度よりも高い温度になる位置の冷却水の温度と、前記比熱が変化する温度よりも低い温度になる位置の冷却水の温度と、の差に基づいて、前記冷却水が劣化しているか否か推定する請求項２から４の何れか１項に記載の内燃機関の冷却システム。
6. 前記推定装置は、前記比熱が変化する温度よりも高い温度になる位置の冷却水の温度と
   、前記比熱が変化する温度よりも低い温度になる位置の冷却水の温度と、の差が閾値よりも大きな場合に、前記冷却水が劣化していると推定する請求項５に記載の内燃機関の冷却システム。
7. 前記推定装置は、定期的に冷却水の性状を推定する請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の冷却システム。

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