JP6032255B2

JP6032255B2 - 冷媒循環システム

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Publication number: JP6032255B2
Application number: JP2014206326A
Authority: JP
Inventors: 亮道川内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2016-11-24
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Description

この発明は、冷媒循環システムに関し、より詳細には、内燃機関を冷却する冷媒を循環させるシステムに関する。

従来、例えば特許文献１（特開２０１３−２３４６０５号公報）には、エンジンの本体を通過した冷媒を、電子制御弁によって３つの冷媒回路を経由させてエンジンに戻す冷媒循環システムが開示されている。このシステムは、具体的に、ラジエータが設けられた第１冷媒回路と、ヒータが設けられた第２冷媒回路と、オイルクーラが設けられた第３冷媒回路とを備えており、電子制御弁は、各冷媒回路を開閉する３つの分岐バルブを備えている。このシステムにおいて、各分岐バルブの開度は独立して制御されるので、各冷媒回路に流す冷媒の流量を個別に制御できる。

また、特許文献３（特開平１０−１３１７５３号公報）には、エンジンとラジエータの両方を通過させる冷媒が流れる冷媒回路と、当該冷媒回路の途中において当該ラジエータを迂回するバイパス流路と、当該バイパス流路に設けられた流量制御弁と、を備える冷媒循環システムが開示されている。このシステムにおいて、当該流量制御弁は、弁ハウジングと、当該弁ハウジング内に回転動作可能に設置されたロータリー式のロータとから構成されている。当該ロータを回転させることで、冷媒回路とバイパス流路の開閉状態を制御できる。

特開２０１３−２３４６０５号公報特許第４１５１４４５号公報特開平１０−１３１７５３号公報

ところで、上記特許文献１の電子制御弁を上記特許文献３の流量制御弁で構成した場合、制御弁の設置スペースを節約できる。また、上記電子制御弁の設置箇所に上記流量制御弁を設けた場合は、上記ロータの回転によって各冷媒回路の開閉状態を制御できる。そのため、例えばエンジンの始動時に上記第３冷媒回路を開いてオイルクーラに冷媒を流し、これによりオイル温度を上昇させて燃費を向上させることができる。また、例えばヒータ要求時に上記第２冷媒回路を開いてヒータに冷媒を通過させて、車内空気温度を上昇させることもできる。このような観点から、本発明者は、各冷媒回路の開閉状態を、流量制御弁の基準位置からの回転角度に関連付けて定めた動作計画に基づいて制御することを検討しているところである。

しかし、この動作計画の検討過程において、次のような問題があることが明らかとなった。即ち、上記動作計画に基づいて上記ロータを回転させると、上記ロータの構造上、全ての冷媒回路が閉じられる場合がでてくる。全ての冷媒回路を閉じたとしても、冷媒が低温であれば特段の問題は生じない。ところが、冷媒が高温の場合は、全ての冷媒回路を閉じてしまうと冷媒が冷却されず沸騰するおそれがある。従って、仮に一時的であったとしてもこのような全閉状態となることは望ましくない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものである。即ち、ロータを備える制御弁によって複数の冷媒回路の開閉状態を制御する冷媒循環システムにおいて、全ての冷媒回路を閉じることに伴う冷媒の沸騰を回避することを目的とする。

第１の発明は、冷媒循環システムであって、
内燃機関の本体を通過した冷媒を第１熱交換器と熱交換させた後に前記本体に戻すための第１冷媒回路と、
前記第１冷媒回路に設けられ、回転軸を中心に回転自在なロータを備える制御弁と、
前記制御弁に接続され、前記本体を通過した冷媒を第２熱交換器と熱交換させた後に前記本体に戻すための第２冷媒回路と、
前記第１冷媒回路および前記第２冷媒回路の開閉状態を前記ロータの基準位置からの回転角度に関連付けて定めた動作計画に基づいて、前記ロータの回転動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記動作計画は、前記第１冷媒回路および前記第２冷媒回路の両方を閉じた状態から開いた状態まで変化させる全通モードと、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路の両方を閉じた状態から前記第１冷媒回路のみを開いた状態まで変化させる部分遮断モードと、を備え、前記動作計画の前記全通モードに対応する回転角度域と、前記部分遮断モードに対応する回転角度域とは、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域を隔てており、
前記制御手段は、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域を経由する、前記全通モードと前記部分遮断モードとを切り替えるモード切り替え要求が出された場合において、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される冷媒の上限温度よりも前記本体を通過した冷媒の温度の方が高いときは、前記全通モードと前記部分遮断モードの切り替えを禁止することを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記制御弁は、前記ロータの回転により前記第１冷媒回路の開口面積と前記第２冷媒回路の開口面積とを変更可能に構成され、
前記第１熱交換器は、外気との熱交換により冷媒を冷却可能なラジエータであり、
前記制御手段は、前記全通モードと前記部分遮断モードの切り替えを禁止した場合において、前記モード切り替え要求が出されてからの経過時間が所定時間を上回るときは、前記第１冷媒回路の開口面積が増加する方向に前記ロータを回転させることを特徴とする。

第１の発明によれば、第１冷媒回路と第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域を経由するモード切り替え要求が出された場合において、内燃機関の運転状態に基づいて決定される冷媒の上限温度よりも機関本体を通過した冷媒の温度の方が高いときは、モードの切り替えを禁止することができる。従って、第１冷媒回路と第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域を経由することに伴う冷媒の沸騰を回避できる。

第２の発明によれば、モードの切り替えが禁止された場合において、上記モード切り替え要求が出されてからの経過時間が所定時間を上回るときは、ラジエータが設けられた第１冷媒回路の開口面積が増加する方向にロータを回転させることができる。第１冷媒回路の開口面積を増加させれば、外気と冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒の温度を短時間で低下させることができる。従って、上記モード切り替え要求に対応できない状況を早期に解消できる。

実施の形態１の冷媒循環システムの構成を説明するための図である。ロータリーバルブ１８のロータの動作計画を示す図である。モードの切り替えの許可／不許可を判定する際に使用する冷媒の上限温度を説明するための図である。実施の形態１において、ＥＣＵ４０により実行されるモード切り替え判定ルーチンを示すフローチャートである。実施の形態１の冷媒循環システムの変形例を説明するための図である。実施の形態２において、ＥＣＵ４０により実行されるモード切り替え判定ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
先ず、図１乃至図５を参照しながら、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の冷媒循環システムの構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施の形態の冷媒循環システムは、車両に搭載される内燃機関としてのエンジン１０を備えている。エンジン１０の本体（シリンダブロックやシリンダヘッド）には、ウォータジャケット３４が設けられている。このウォータジャケット３４を流れる冷媒（冷却水）とエンジン１０との間で熱交換が行われる。

ウォータジャケット３４を流れる冷媒は、電動式のウォータポンプ１２から供給される。ウォータポンプ１２は、回転により冷媒を送液するインペラと、このインペラを回転させるモータとを備えている（何れも図示しない）。モータの回転を電気的に制御することで、ウォータポンプ１２から吐出される冷媒の流量や吐出圧が変更される。

ウォータジャケット３４の入口部とウォータポンプ１２の吐出ポート（図示しない）とは、供給流路１４によって接続されている。ウォータジャケット３４の出口部には、戻り流路１６が接続されている。戻り流路１６は途中で３つの流路１６ａ〜１６ｃに分岐している。分岐流路１６ａ〜１６ｃは、独立してウォータポンプ１２の吸入ポート（図示しない）に接続されている。つまり、本実施の形態の冷媒循環システムは、供給流路１４、ウォータジャケット３４および戻り流路１６が共通し、分岐流路１６ａ〜１６ｃが独立する３つの冷媒循環流路を備えている。

第１の循環流路は、分岐流路１６ａに設けられたラジエータ２０に冷媒を通過させるものである。ラジエータ２０に冷媒を通過させると、外気と冷媒との間で熱交換が行われる。第２の循環流路は、分岐流路１６ｂに設けられたデバイス２２に冷媒を通過させるものである。デバイス２２には、オイルクーラ、ＥＧＲクーラ、ＡＴＦ（自動変速機油）クーラ等が含まれている。デバイス２２に冷媒を通過させると、デバイス２２を流れる流体（オイル、ＥＧＲガス等）と冷媒との間で熱交換が行われる。第３の循環流路は、分岐流路１６ｃに設けられた車内空調用のヒータ２４に冷媒を通過させるものである。ヒータ２４に冷媒を通過させると車内暖房用空気と冷媒との間で熱交換が行われる。

第１〜第３の循環流路が分岐する部分、即ち、戻り流路１６が分岐流路１６ａ〜１６ｃに分岐する部分には、ロータリーバルブ１８が設けられている。ロータリーバルブ１８は、排出ポート１８ａ〜１８ｃおよび流入ポート１８ｄを有するバルブボディと、バルブボディ内に回転軸を中心に回転自在に収容されたロータと、ロータを回転させるモータと、を備えている（何れも図示しない）。モータによってロータを回転させると、各排出ポートと流入ポート１８ｄとの間の開口面積が変化して、各排出ポートと流入ポート１８ｄとの連通状態が変化する。つまり、各分岐流路の開口面積が変化して各分岐流路の開閉状態が変化する。ロータリーバルブ１８によれば、各分岐流路に流す冷媒の流量、各分岐流路の熱交換器への熱の分配や、冷媒循環システム内を循環させる冷媒の温度を制御できる。

本実施の形態の冷媒循環システムは、更に、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０は、少なくとも入出力インタフェースとメモリとＣＰＵとを備えている。入出力インタフェースは、各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。ＥＣＵ４０が信号を取り込むセンサには、ウォータジャケット３４の出口部に設けられた温度センサ２６、エンジン１０の回転速度を検出するためのクランク角センサ２８、スロットルバルブ（図示しない）の開度を検出するための開度センサ３０、車内空調のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチ３２等が含まれる。ＥＣＵ４０が操作信号を出すアクチュエータには、上述したウォータポンプ１２のモータや、ロータリーバルブ１８のモータが含まれる。メモリには、後述する開度スケジュールを定めた制御プログラム、各種マップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。

［実施の形態１の特徴］
上述したように、ロータリーバルブ１８によれば、デバイス２２に冷媒を通過させてこの冷媒とデバイス２２を流れる流体との間で熱交換できるので、エンジンオイルやＥＧＲガスを冷却して燃費を向上できる。また、ヒータ２４に冷媒を通過させてこの冷媒と車内暖房用空気との間で熱交換できるので、車内空気を温め、或いは、クーラ使用時の車内温度を調節できる。このような観点から、本発明者は、燃費と空調性能の両立を図るべく、ロータリーバルブ１８のロータの基準位置からの回転角度（以下、「ロータの回転角度」と称す）に関連付けて定めた当該ロータの動作計画に基づいて、各分岐流路の開閉状態を制御することを検討しているところである。この動作計画について、図２を参照しながら説明する。

図２は、ロータリーバルブ１８のロータの動作計画を示す図である。図２の横軸がロータの回転角度を示し、縦軸が各分岐流路の開閉状態の変化を示している。この動作計画は、ヒータ２４に冷媒を通過させる要求（以下、「ヒータ要求」と称す）がある場合に使用される通常モードと、ヒータ要求がない場合に使用されるヒータカットモードとから構成される。通常モードとヒータカットモードは、全ての分岐流路が閉じられて、全ての分岐流路に流す冷媒の流量がゼロとなる領域（領域ｄ）を隔てている。

通常モードでは、ヒータ２４への冷媒の通水が最優先される。図２において、領域ｄから右に進む方向にロータを回転させると、ロータの回転角度が領域ｄの隣の領域（領域ｃ）に移行する。領域ｃでは分岐流路１６ｃが開き始め、ヒータ２４に冷媒が通過し始める。ここから更にロータを回転させると、分岐流路１６ｃが完全に開き、ロータの回転角度が領域ｃの隣の領域（領域ｂ）に移行する。領域ｂでは分岐流路１６ｂが開き始め、デバイス２２に冷媒が通過し始める。ここから更にロータを回転させると、分岐流路１６ｂが完全に開き、ロータの回転角度が領域ｂの隣の領域（領域ａ）に移行する。領域ａでは分岐流路１６ａが開き始め、ラジエータ２０に冷媒が通過し始める。ここから更にロータを回転させると、分岐流路１６ａが完全に開く。なお、分岐流路１６ａが完全に開かれるロータの回転角度の位置がロータの回転限界（Rotation limit）に相当し、この回転限界を上述の基準位置として動作計画が策定されている。

ヒータカットモードでは、ヒータ２４への冷媒の通水は行われず、ラジエータ２０よりもデバイス２２への冷媒の通水が優先される。図２において、領域ｄから左に進む方向にロータを回転させると、領域ｄの隣の領域（領域ｅ）に移行する。領域ｅでは分岐流路１６ｂが開き始め、デバイス２２に冷媒が通過し始める。ここから更にロータを回転させると、分岐流路１６ｂが完全に開き、ロータの回転角度が領域ｅの隣の領域（領域ｆ）に移行する。領域ｆでは分岐流路１６ｂのみが開き、デバイス２２にのみ冷媒が通過する。ここから更にロータを回転させると、ロータの回転角度が領域ｆの隣の領域（領域ｇ）に移行する。領域ｇでは分岐流路１６ａが開き始め、ラジエータ２０に冷媒が通過し始める。ここから更にロータを回転させると、分岐流路１６ａが完全に開く。

図２に示した動作計画によれば、燃費と空調性能の両立を図ることが可能となる。しかしながら、この動作計画を用いた場合、モードの切り替えが行われる場合に次のような問題があることが明らかとなった。即ち、運転者によってスイッチ３２がＯＮに操作された場合には、ヒータ要求が出されてヒータカットモードから通常モードへとモード切り替えが行われる。例えば、ロータの回転角度が領域ｅにあるときにヒータ要求があると、ロータを回転させてロータの回転角度が領域ｃに移行させられる。また、運転者によってスイッチ３２がＯＮからＯＦＦへと操作された場合には、ヒータ要求が終了され通常モードからヒータカットモードへとモード切り替えが行われる。例えば、ロータの回転角度が領域ｃにあるときにヒータ要求が終了すると、ロータを回転させてロータの回転角度が領域ｅに移行させられる。

ここで、ロータの回転角度を領域ｅから領域ｃへ、または、領域ｃから領域ｅへと移行させるためには、領域ｄを経由しなければならない。領域ｅと領域ｃの間の移行は短時間で完了するので、領域ｄを経由する時間も僅かである。しかしながら、冷媒が高温である場合は、冷媒が冷却されず沸騰するおそれがあることから、短時間であったとしても領域ｄを経由するのはエンジンの信頼性を確保する観点から望ましくない。そこで、本実施の形態では、通常モードとヒータカットモードとを切り替える要求（以下、「モード切り替え要求」と称す）が出された場合に、モードの切り替えの許可／不許可を判定することとしている。

モード切り替えの許可／不許可の判定は、具体的に、温度センサ２６で検出された冷媒の温度と、冷媒の上限温度との比較により行われる。図３は、モードの切り替えの許可／不許可を判定する際に使用する冷媒の上限温度を説明するための図である。図３に示すように、冷媒の上限温度はエンジンの運転状態（負荷および回転速度）に基づいて設定されており、この設定領域は負荷や回転速度が高くなるほど拡大している。また、冷媒の上限温度は２つ設定されている。低負荷時は高負荷時に比べて冷媒の受熱量が少ないので冷媒が沸騰しにくくなる。そこで、図３に示すように、上限温度の設定領域のうちの低負荷領域の一部に、冷媒の上限温度を他に比べて高くする領域を設けている（低水温Ｔ_Ｌ＜高水温Ｔ_Ｈ）。なお、図３に示した２つの上限温度とエンジンの運転状態との関係は、制御マップの形式でＥＣＵ４０のメモリに記憶されているものとする。

本実施の形態によれば、図３に示した関係に基づいて、モードの切り替えの許可／不許可を判定することができる。そのため、モードの切り替えが不許可とされた場合に、モード切り替え要求に従ったロータの回転が禁止されて、ロータの回転角度が図２の領域ｄに移行するのを中止できる。従って、モードの切り替え時に冷媒が沸騰するのを回避できる。よって、冷媒の沸騰に伴うエンジン部品の損傷等を未然に防止できる。

［具体的処理］
次に、図４を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図４は、実施の形態１において、ＥＣＵ４０により実行されるモード切り替え判定ルーチンを示すフローチャートである。なお、図４に示すルーチンは、エンジン１０の始動直後から所定の制御周期ごとに繰り返し実行されるものとする。

図４に示すルーチンでは、先ず、モード切り替え要求の有無が判定される（ステップＳ１０）。モード切り替え要求の有無は、スイッチ３２の切り替え操作の有無に基づいて判定される。モード切り替え要求が無いと判定された場合には、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１０において、モード切り替え要求が有ると判定された場合には、エンジン１０の回転速度と負荷が検出される（ステップＳ１２）。本ステップにおいて、エンジン１０の回転速度は、クランク角センサ２８の出力信号に基づき検出され、エンジン１０の負荷は開度センサ３０の出力信号に基づき検出される。

ステップＳ１２に続き、冷媒の温度が規定値以下か否かが判定される（ステップＳ１４）。本ステップでは、先ず、温度センサ２６の出力信号に基づいて冷媒の温度が検出される。続いて、この検出された冷媒温度と規定値とが比較される。当該規定値は、ステップＳ１４で検出されたエンジン１０の回転速度と負荷と、図３の関係を表した制御マップとに基づいて決定された上限温度である（つまり、低水温Ｔ_Ｌまたは高水温Ｔ_Ｈ）。

ステップＳ１４において、冷媒の温度が規定値以下であると判定された場合には、モードを切り替えたとしても冷媒が沸騰する可能性は低いと判断できる。そのため、モードの切り替えが許可される（ステップＳ１６）。これにより、ロータの回転角度が変更されてモードの切り替えが実行される。一方、ステップＳ１４において、冷媒の温度が規定値よりも高いと判定された場合には、モードの切り替えに伴い冷媒が沸騰する可能性が高いと判断できる。そのため、モードの切り替えが不許可とされる（ステップＳ１８）。これにより、モード切り替え要求に従ったロータの回転が禁止される。

以上、図４に示したルーチンによれば、モードの切り替え時に冷媒が沸騰するのを回避できる。従って、冷媒の沸騰に伴うエンジン部品の損傷等を未然に防止できる。

なお、上記実施の形態１においては、戻り流路１６、分岐流路１６ａおよび供給流路１４または戻り流路１６、分岐流路１６ｂおよび供給流路１４が上記第１の発明における「第１冷媒回路」に、分岐流路１６ｃおよび供給流路１４が同発明における「第２冷媒回路」に、ラジエータ２０またはデバイス２２が同発明における「第１熱交換器」に、ヒータ２４が同発明における「第２熱交換器」に、ロータリーバルブ１８が同発明の「制御弁」に、ＥＣＵ４０が同発明の「制御手段」に、通常モードが同発明の「全通モード」に、ヒータカットモードが同発明の「部分遮断モード」に、図２の領域ａ，ｂ，ｃが同発明の「全通モードに対応する回転角度域」に、図２の領域ｅ，ｆ，ｇが同発明の「部分遮断モードに対応する回転角度域」に、図２の領域ｄが同発明の「第１冷媒回路および第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域」に、それぞれ相当している。

ところで、上記実施の形態１においては、ロータリーバルブ１８を使用する例を説明したが、例えばボールバルブ等、回転軸を中心としたロータの回転によって各分岐流路の開閉状態を変えることが可能なバルブであれば、ロータリーバルブ１８の代わりに使用できる。なお、本変形例は、後述する実施の形態２においても同様に適用できる。

また、上記実施の形態１においては、戻り流路１６の下流において分岐流路１６ａ〜１６ｃに分岐させ、この分岐部にロータリーバルブ１８を設けた。しかし、本発明は、図５に示す冷媒循環システムにも適用できる。図５は、実施の形態１の冷媒循環システムの変形例を説明するための図である。この冷媒循環システムでは、供給流路１４の下流において分岐流路１６ａ〜１６ｃが分岐している。分岐流路１６ａ〜１６ｃは、独立してウォータジャケット３４に接続されている。また、ロータリーバルブ１８は、供給流路１４が分岐流路１６ａ〜１６ｃに分岐する部分に設けられている。このようなシステムであっても、図２に示した動作計画に基づいて、各分岐流路の開閉状態を制御できる。なお、本変形例は、後述する実施の形態２においても同様に適用できる。

実施の形態２．
次に、図６を参照しながら、本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態においては、上記実施の形態１の冷媒循環システムおよび動作計画を前提とするため、これらの説明は省略する。

［実施の形態２の特徴］
上記実施の形態１では、冷媒の温度が上限温度よりも高いと判定された場合には、モードの切り替えが不許可とされた。但し、分岐流路１６ａ〜１６ｃの何れかと戻り流路１６が連通していれば冷媒は冷やされるので、温度センサ２６で検出される冷媒の温度は次第に低下する。従って、モード切り替え要求が出された際に、モードの切り替えが不許可され続けるということはなく、モード切り替え要求に応答するためには、冷媒の温度が上限温度以下となるまで待機すればよい。しかし、この待機時間が長くなれば、それだけモード切り替え要求に対応できない状況が続くことになるので望ましくない。そこで、本実施の形態では、この待機時間が長くなった場合には、排出ポート１８ａと流入ポート１８ｄとの間の開口面積（つまり、分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積）を増加させるようにロータを回転させることとしている。

分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積を増加させれば、ラジエータ２０により多くの冷媒を通過させることができる。従って、外気と冷媒との間で熱交換を行わせて冷媒の温度を冷やし、短時間で上限温度以下まで低下させることができる。

但し、モードの切り替え自体は不許可とされているので、分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積を増加させるためのロータの回転は、モード切り替え要求が出された際のモード内において行われる。例えば、モード切り替え要求時にロータの回転角度が図２の領域ｅにあった場合には、領域ｅと同一のモード内、即ち、ヒータカットモード内の領域ｇに移行させるようにロータを回転させる。また、モード切り替え要求時にロータの回転角度が図２の領域ｃにあった場合には、領域ｃと同一のモード内、即ち、通常モード内の領域ａに移行させるようにロータを回転させる。

また、例えば、モード切り替え要求時にロータの回転角度が図２の領域ｇにあった場合には、当該領域ｇ内において分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積をより増加させる方向（図２において領域ｇのより左側の方向）にロータを回転させる。また、モード切り替え要求時にロータの回転角度が図２の領域ａにあった場合には、当該領域ａ内において分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積をより増加させる方向（図２において領域ａのより右側の方向）にロータを回転させる。

［具体的処理］
次に、図６を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図６は、実施の形態２において、ＥＣＵ４０により実行されるモード切り替え判定ルーチンを示すフローチャートである。なお、図６に示すルーチンは、エンジン１０の始動直後から所定の制御周期ごとに繰り返し実行されるものとする。

図６に示すルーチンでは、先ず、モード切り替え要求の有無が判定される（ステップＳ２０）。本ステップの処理は図４のステップＳ１０の処理と同一である。

ステップＳ２０において、モード切り替え要求が有ると判定された場合には、モード切り替え要求が出された時点からの経過時間のカウントが開始され（ステップＳ２２）、エンジン１０の回転速度と負荷が検出される（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の処理は図４のステップＳ１２の処理と同一である。

ステップＳ２４に続き、冷媒の温度が規定値以下か否かが判定される（ステップＳ２６）。本ステップの処理は図４のステップＳ１４の処理と同一である。ステップＳ２６において、冷媒の温度が規定値以下であると判定された場合には、モードを切り替えたとしても冷媒が沸騰する可能性は低いと判断できる。そのため、モードの切り替えが行われる（ステップＳ２８）。

ステップＳ２６において、冷媒の温度が規定値よりも高いと判定された場合には、経過時間が規定値以上か否かが判定される（ステップＳ３０）。本ステップにおいて用いられる規定値は、許容経過時間として予め定められＥＣＵ４０内に記憶されているものとする。経過時間が規定値よりも短いと判定された場合には、ステップＳ２４に戻り、エンジン１０の回転速度と負荷が検出される。経過時間が規定値以上であると判定された場合には、分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積を増加させるようにロータを回転させる（ステップＳ３２）。最後に経過時間のカウントをリセットして（ステップＳ３４）、本ルーチンを閉じる。

以上、図６に示したルーチンによれば、モード切り替え要求が出された時点からの経過時間が規定値以上となった場合に、分岐流路１６ａと戻り流路１６との間の開口面積を増加させることができる。即ち、このような場合に冷媒の温度を短時間で低下させて、モード切り替え要求に対応できない状況を早期に解消できる。

なお、上記実施の形態２においては、戻り流路１６、分岐流路１６ａおよび供給流路１４が上記第２の発明における「第１冷媒回路」に相当している。

１０エンジン
１４供給流路
１６戻り流路
１６ａ〜１６ｃ分岐流路
２０ラジエータ
２２デバイス
２４ヒータ
２６温度センサ
２８クランク角センサ
３０スロットルバルブ開度センサ
３２スイッチ
３４ウォータジャケット
４０ＥＣＵ

Claims

内燃機関の本体を通過した冷媒を第１熱交換器と熱交換させた後に前記本体に戻すための第１冷媒回路と、
前記第１冷媒回路に設けられ、回転軸を中心に回転自在なロータを備える制御弁と、
前記制御弁に接続され、前記本体を通過した冷媒を第２熱交換器と熱交換させた後に前記本体に戻すための第２冷媒回路と、
前記第１冷媒回路および前記第２冷媒回路の開閉状態を前記ロータの基準位置からの回転角度に関連付けて定めた動作計画に基づいて、前記ロータの回転動作を制御する制御手段と、
を備え、
前記動作計画は、前記第１冷媒回路および前記第２冷媒回路の両方を閉じた状態から開いた状態まで変化させる全通モードと、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路の両方を閉じた状態から前記第１冷媒回路のみを開いた状態まで変化させる部分遮断モードと、を備え、前記動作計画の前記全通モードに対応する回転角度域と、前記部分遮断モードに対応する回転角度域とは、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域を隔てており、
前記制御手段は、前記第１冷媒回路と前記第２冷媒回路の両方が閉じた状態とされる回転角度域を経由する、前記全通モードと前記部分遮断モードとを切り替えるモード切り替え要求が出された場合において、前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される冷媒の上限温度よりも前記本体を通過した冷媒の温度の方が高いときは、前記全通モードと前記部分遮断モードの切り替えを禁止することを特徴とする冷媒循環システム。
前記制御弁は、前記ロータの回転により前記第１冷媒回路の開口面積と前記第２冷媒回路の開口面積とを変更可能に構成され、
前記第１熱交換器は、外気との熱交換により冷媒を冷却可能なラジエータであり、
前記制御手段は、前記全通モードと前記部分遮断モードの切り替えを禁止した場合において、前記モード切り替え要求が出されてからの経過時間が所定時間を上回るときは、前記第１冷媒回路の開口面積が増加する方向に前記ロータを回転させることを特徴とする請求項１に記載の冷媒循環システム。