WO2012081281A1

WO2012081281A1 - エンジンの冷却装置

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Publication number: WO2012081281A1
Application number: PCT/JP2011/069533
Authority: WO
Inventors: 次将後藤; 丸山　研也
Original assignee: 愛三工業株式会社; トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-06-21
Also published as: JP5725831B2; US20130284127A1; JP2012127262A; CN103261618A; DE112011104420T5

Abstract

　冷却装置は、電動ポンプ（１）により冷却水をエンジン本体（２）及びラジエータ（３）に循環させ、電動ファン（４）によりラジエータ（３）へ冷却風を供給することによりエンジン本体（２）を冷却する。コントロールユニット（３０）は、エンジン停止後のデッドソーク時に、水温センサ（２１）により検出される冷却水温ＴＨＷ、外気温センサ（２２）により検出される外気温ＴＨＡ及びバッテリ電圧ＧＢＡに基づいて電動ポンプ（１）及び電動ファン（４）の動作状態を制御する。詳しくは、コントロールユニット（３０）は、エンジン停止時に、冷却水温ＴＨＷ、外気温ＴＨＡに基づいてエンジンが高温状態であると判断した場合に、電動ポンプ（１）及び電動ファン（４）を制御する。

Description

エンジンの冷却装置

　この発明は、冷却水を循環させてエンジンを冷却するエンジンの冷却装置に係り、エンジン停止後にエンジンの温度上昇を抑制するように構成したエンジンの冷却装置に関する。

　従来のエンジンでは、その停止後のデッドソーク時に、温度上昇により燃料配管内でのベーパ発生量が増大して高温再始動性及びアイドル回転安定性が損なわれるおそれがある。そこで、例えば、下記の特許文献１には、エンジンの高温再始動性を向上させるために、簡素で安価な装置で、十分なエンジン冷却効果を発揮できるエンジンの冷却装置が提案されている。この装置は、電動ポンプにより冷却水をエンジン、ラジエータ及びヒータへ循環させてエンジンを冷却するようになっている。ヒータには、冷却ファンが設けられる。ここで、ラジエータと電動ポンプとを結ぶ冷却水通路の途中には、開閉弁が設けられる。そして、エンジン停止後（デッドソーク時）の所定時間、開閉弁を閉じると共に、バッテリ電圧及びエンジン水温に基づき電動ポンプ及び電動ファンを動作させて、エンジン及びヒータのみに冷却水を循環させることにより、エンジンを冷却するようになっている。

特開２００２－１７４１２０号公報特開２００７－１７０２３６号公報

　ところが、特許文献１に記載の冷却装置では、外気温による影響、電動ポンプと電動ファンの動作を如何に調整するかということに関する明確な構成がなく、これらの条件を最適に設定することができなかった。このため、電動ポンプや電動ファンの動作頻度や動作時間が増える傾向にあり、バッテリが劣化する懸念があった。

　ここで、冷却装置によるエンジンの冷却性能は、外気温の影響を受けることから、外気温の違いを加味する必要がある。また、電動ポンプと電動ファンを一律に動作させていては、バッテリの電力消費が過剰となり、バッテリの劣化を早めるおそれがある。また、外気温が低いときには、電動ポンプと電動ファンを一律に動作させる必要はなく、両者の動作タイミングを適宜にずらすことで効率よく電力を消費することが可能となる。

　この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、エンジンのデッドソーク時にバッテリの劣化を抑制すると共に、効率良くエンジンを冷却することで高温再始動性及びアイドル回転安定性を向上させることを可能としたエンジンの冷却装置を提供することにある。

　（１）上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、電動ポンプにより冷却水をエンジン及びラジエータに循環させ、電動ファンによりラジエータへ冷却風を供給することによりエンジンを冷却するエンジンの冷却装置において、冷却水の温度を検出するための冷却水温検出手段と、外気の温度を検出するための外気温検出手段と、電動ポンプ及び電動ファンへ電力を供給するバッテリの電圧を検出するためのバッテリ電圧検出手段と、エンジンの停止後のデッドソーク時に、冷却水温検出手段により検出される冷却水の温度、外気温検出手段により検出される外気の温度、及び、バッテリ電圧検出手段により検出されるバッテリの電圧に基づいて電動ポンプ及び電動ファンを制御するための制御手段とを備えたことを趣旨とする。

　上記（１）の構成によれば、エンジンの停止後のデッドソーク時には、冷却水の温度及びバッテリの電圧に加え、外気の温度にも基づいて電動ポンプ及び電動ファンが制御手段により制御される。従って、例えば、外気の温度が低い場合は、その分だけ電動ポンプ及び電動ファンの動作時間や動作頻度を制限することが可能となる。

　（２）上記目的を達成するために、上記（１）の構成において、制御手段は、エンジンの停止時に、検出される冷却水の温度及び検出される外気の温度に基づいてエンジンが高温状態であるか否かを判断し、高温状態であると判断した場合に、電動ポンプ及び電動ファンを動作させることが好ましい。

　上記（２）の構成によれば、上記（１）の構成の作用に加え、エンジンの停止時に、冷却水の温度及び外気の温度に基づいてエンジンが高温状態であると判断される場合に、電動ポンプ及び電動ファンが動作することとなる。従って、エンジンが高温状態であると判断されない場合に、電動ポンプ及び電動ファンが動作しない。

　（３）上記目的を達成するために、上記（１）又は（２）の構成において、制御手段は、検出される外気の温度が所定値以上であり、検出される冷却水の温度が所定値以上であり、かつ、検出されるバッテリの電圧が第１の所定値以上である場合に、電動ファンを動作させることが好ましい。

　上記（３）の構成によれば、上記（１）又は（２）の構成の作用に加え、外気の温度が所定値以上で、冷却水の温度が所定値以上で、かつ、バッテリの電圧が第１の所定値以上である特定の場合に、電動ファンが動作することとなり、電動ファンの動作時間や動作頻度を制限することが可能となる。

　（４）上記目的を達成するために、上記（１）乃至（３）の何れか一つの構成において、制御手段は、検出される外気の温度が所定値以上であり、検出される冷却水の温度が所定値以上であり、かつ、検出されるバッテリの電圧が第２の所定値以上である場合に、前記電動ポンプを動作させることが好ましい。

　上記（４）の構成によれば、上記（１）乃至（３）の何れか一つの構成の作用に加え、外気の温度が所定値以上で、冷却水の温度が所定値以上で、かつ、バッテリの電圧が第２の所定値以上である特定の場合に、電動ポンプが動作することとなり、電動ポンプの動作時間や動作頻度を制限することが可能となる。

　（５）上記目的を達成するために、上記（４）の構成において、制御手段は、検出される外気の温度が所定値以上であり、検出される冷却水の温度が所定値以上であり、かつ、検出されるバッテリの電圧が第１の所定値よりも小さい第３の所定値以上で、かつ、第２の所定値未満である場合に、電動ファンを動作させ、電動ポンプを動作させないことが好ましい。

　上記（５）の構成によれば、上記（４）の構成の作用に加え、外気の温度が所定値以上で、冷却水の温度が所定値以上で、かつ、バッテリの電圧が第３の所定値以上であり第２の所定値未満である特定の場合には、電動ファンのみが動作するので、バッテリの電力消費が抑えられる。

　（６）上記目的を達成するために、上記（３）乃至（５）の何れか一つの構成において、制御手段は、検出される外気の温度が所定値未満か、検出される冷却水の温度が所定値未満か、検出されるバッテリの電圧が第３の所定値未満か、のうち少なくとも何れか一つの条件を満たす場合に電動ポンプ及び電動ファンを動作させないことが好ましい。

　上記（６）の構成によれば、上記（３）乃至（５）の何れか一つの構成の作用に加え、外気の温度が所定値未満か、冷却水の温度が所定値未満か、バッテリの電圧が第３の所定値未満か、のうち少なくとも何れか一つの条件を満たす特定の場合には、電動ポンプ及び電動ファンの両方が動作しないので、バッテリの電力消費が抑えられる。

　（７）上記目的を達成するために、上記（５）の構成において、制御手段は、電動ポンプ及び電動ファンの動作中に、検出されるバッテリの電圧が第２の所定値よりも小さい第４の所定値未満となった場合に、電動ポンプを停止させることが好ましい。

　上記（７）の構成によれば、上記（５）の構成の作用に加え、バッテリの電圧が第２の所定値よりも小さい第４の所定値未満となった場合に、動作中の電動ポンプ及び電動ファンのうち電動ポンプが停止するので、ラジエータにて電動ファンの冷却風により冷却水を冷却しつつ、バッテリの電力消費が抑えられる。

　（８）上記目的を達成するために、上記（７）の構成において、第３の所定値は第４の所定値よりも小さいことが好ましい。

　（９）上記目的を達成するために、上記（１）乃至（８）の何れか一つの構成において、制御手段は、エンジンの停止後に所定の停止後時間が経過した場合に、電動ポンプ及び電動ファンを停止させることが好ましい。

　上記（９）の構成によれば、上記（１）乃至（８）の何れか一つの構成の作用に加え、エンジンの停止後に動作している電動ポンプ及び電動ファンが、停止後時間の経過後に停止するので、バッテリ上がりの心配がない。

　（１０）上記目的を達成するために、上記（９）の構成において、制御手段は、検出される外気の温度及び検出される冷却水の温度に基づいて停止後時間を算出することが好ましい。

　上記（１０）の構成によれば、上記（９）の構成の作用に加え、外気の温度及び冷却水の温度の違いに応じた停止後時間が決定される。

　（１１）上記目的を達成するために、上記（１）乃至（１０）の何れか一つに記載の構成において、制御手段は、検出される冷却水の温度に基づいて冷却水の要求流量を決定し、その決定された要求流量に基づいて電動ポンプの動作を制御することが好ましい。

　上記（１１）構成によれば、上記（１）乃至（１０）の何れか一つに記載の構成の作用に加え、冷却水の温度に応じた要求流量に基づいて電動ポンプが動作する。

　上記（１）乃至（４）の何れか一つに記載の構成によれば、エンジンのデッドソーク時にバッテリの電力消費を低減させてバッテリの劣化を抑制することができると共に、効率良くエンジンを冷却することができ、これによってエンジンの高温再始動性及びアイドル回転安定性向上させることができる。

　上記（５）の構成によれば、上記（４）の構成の効果に加え、エンジンのデッドソーク時にバッテリの不要な電力消費を低減することができ、バッテリの劣化を抑えることができ、バッテリの寿命を確保することができる。また、ラジエータの冷却水を冷却することができ、エンジンの高温再始動時に比較的低温の冷却水を速やかにエンジンへ循環させることができ、エンジンを速やかに冷却することができる。

　上記（６）の構成によれば、上記（３）乃至（５）の何れか一つの構成の効果に加え、エンジンのデッドソーク時にバッテリの不要な電力消費を低減することができ、バッテリの劣化を抑えることができ、バッテリの寿命を確保することができる。

　上記（７）又は（８）の構成によれば、上記（５）の構成の効果に加え、エンジンのデッドソーク時にバッテリの不要な電力消費を低減することができ、バッテリの劣化を抑えることができ、バッテリの寿命を確保することができる。また、ラジエータの冷却水を冷却し続けることができ、エンジンの高温再始動時に比較的低温の冷却水をエンジンへ速やかに循環させることができ、エンジンを速やかに冷却することができる。

　上記（９）の構成によれば、上記（１）乃至（８）の何れか一つの構成の効果に加え、バッテリ上がりによりエンジンが再始動できない状態となることを回避することができる。

　上記（１０）の構成によれば、上記（９）の構成の効果に加え、デッドソーク時に必要以上に電動ポンプ及び電動ファンが動作し続けることがなく、バッテリの不要な電力消費を低減することができ、バッテリの劣化を抑えることができ、バッテリの寿命を確保することができる。

　上記（１１）の構成によれば、上記（１）乃至（１０）の何れか一つの構成の効果に加え、デッドソーク時に必要以上の流量で電動ポンプが動作することがなく、バッテリの不要な電力消費を低減することができ、バッテリの劣化を抑えることができ、バッテリの寿命を確保することができる。

一実施形態に係り、エンジンの冷却装置を示す概略構成図。同実施形態に係り、コントロールユニットが実行する制御プログラムの内容を示すフローチャート。同実施形態に係り、冷却水温、外気温及びファン駆動要求時間の関係を示す３次元マップ。同実施形態に係り、冷却水温、外気温及びポンプ駆動要求時間の関係を示す３次元マップ。同実施形態に係り、冷却水温とポンプ駆動要求流量との関係を示す２次元マップ。同実施形態に係り、放電電気量とバッテリ寿命との関係を示すグラフ。同実施形態に係り、各種パラメータの挙動を示すタイムチャート。同実施形態に係り、エンジン回転速度、電動ファン・電動ポンプの動作、エンジン各部温度及びバッテリ電圧の挙動を示すタイムチャート。同実施形態に係り、電動ファンと電動ポンプの駆動時間に対する冷却水温の変化を従来例と比較して示すグラフ。同実施形態に係り、電動ファンと電動ポンプの駆動時間に対するエンジン各部温度の変化を従来例と比較して示すグラフ。同実施形態に係り、電動ファンと電動ポンプの駆動時間に対するバッテリ電圧の変化を従来例と比較して示すグラフ。

　以下、本発明を自動車に搭載されたエンジンの冷却装置に具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

　図１に、エンジンの冷却装置を概略構成図により示す。この冷却装置は、電動ポンプ１により冷却水をエンジン本体２及びラジエータ３に循環させ、電動ファン４によりラジエータ３へ冷却風を供給することによりエンジン本体２を冷却するようになっている。

　エンジン本体２の内部には、冷却水が流れる水ジャケット１１が設けられる。この水ジャケット１１は、入口１１ａと出口１１ｂを備え、入口１１ａから入った冷却水がエンジン本体２の内部を循環して出口１１ｂから出るようになっている。入口１１ａに対応してエンジン本体２に、電動ポンプ１が設けられる。水ジャケット１１の出口１１ｂは、冷却水配管１２を介してラジエータ３の入口３ａに接続される。また、ラジエータ３の出口３ｂは、冷却水配管１３を介して電動ポンプ１の吸入口に接続される。

　従って、電動ポンプ１が動作することにより、冷却水は、水ジャケット１１の中を循環し、その出口１１ｂから冷却水配管１２を介してラジエータ３へ流れる。ラジエータ３へ流れた冷却水は、ラジエータ３にて放熱した後、冷却水配管１３を介して電動ポンプ１の吸入口へ吸引され、その吐出口から吐出される。ラジエータ３には、電動ファン４が二つ設けられる。これら電動ファン４が動作することにより、ラジエータ３に冷却風が供給される。

　水ジャケット１１の出口１１ｂには、冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するための冷却水温検出手段に相当する水温センサ２１が設けられる。また、ラジエータ３の近傍には、外気の温度（外気温）ＴＨＡを検出するための外気温検出手段に相当する外気温センサ２２が設けられる。

　この冷却装置は、電動ポンプ１及び電動ファン４を制御するための制御手段に相当するコントロールユニット３０を備える。コントロールユニット３０には、電動ポンプ１、電動ファン４、水温センサ２１及び外気温センサ２２がそれぞれ接続される。また、コントロールユニット３０には、イグニションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）２３が接続されると共に、バッテリ２４が接続される。コントロールユニット３０には、水温センサ２１から、水ジャケット１１の出口１１ｂにおける冷却水温ＴＨＷが入力される。また、コントロールユニット３０には、外気温センサ２２から、外気温ＴＨＡが入力される。更に、コントロールユニット３０には、ＩＧ／ＳＷ２３から、エンジンの始動及び停止に関する信号が入力される。また、コントロールユニット３０には、バッテリ２４からバッテリ電圧ＧＢＡが入力されるようになっている。コントロールユニット３０は、バッテリ電圧ＧＢＡを検出するためのバッテリ電圧検出手段に相当する。

　そして、コントロールユニット３０は、エンジンの停止後のデッドソーク時に、水温センサ２１により検出される冷却水温ＴＨＷ、外気温センサ２２により検出される外気温ＴＨＡ、及び、検出されるバッテリ電圧ＧＢＡに基づいて電動ポンプ１及び電動ファン４を制御するようになっている。詳しくは、コントロールユニット３０は、エンジンの停止時に、検出される冷却水温ＴＨＷ、検出される外気温ＴＨＡに基づいてエンジン本体２が高温状態であるか否かを判断し、高温状態であると判断した場合に、電動ポンプ１及び電動ファン４を動作させるようになっている。

　次に、電動ポンプ１及び電動ファン４を制御するためにコントロールユニット３０が実行する制御プログラムの内容について、図２に示すフローチャートを参照して詳細に説明する。

　先ず、ステップ１００で、コントロールユニット３０は、ＩＧ／ＳＷ２３がＯＦＦされたか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、コントロールユニット３０は、その後の処理を一旦終了する。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１０１へ移行する。

　ステップ１０１で、コントロールユニット３０は、それぞれ検出される冷却水温ＴＨＷ、外気温ＴＨＡ及びバッテリ電圧ＧＢＡを読み込む。

　ステップ１０２で、コントロールユニット３０は、ファン駆動要求時間ＲＴＦを算出する。コントロールユニット３０は、この算出を、図３に示すように、冷却水温ＴＨＷ、外気温ＴＨＡ及びファン駆動要求時間ＲＴＦをパラメータとする３次元マップを参照することにより行う。このマップにおいて、例えば、外気温ＴＨＡが「４５（℃）」で冷却水温ＴＨＷが「１０５（℃）」以上になると、ファン駆動要求時間ＲＴＦは「１８０（ｓｅｃ）」となる。

　ステップ１０３で、コントロールユニット３０は、ポンプ駆動要求時間ＲＴＰを算出する。コントロールユニット３０は、この算出を、図４に示すように、冷却水温ＴＨＷ、外気温ＴＨＡ及びポンプ駆動要求時間ＲＴＰをパラメータとする３次元マップを参照することにより行う。このマップにおいて、例えば、外気温ＴＨＡが「４５（℃）」で冷却水温ＴＨＷが「１０５（℃）」以上になると、ポンプ駆動要求時間ＲＴＰは「１６０（ｓｅｃ）」となる。

　ステップ１０４で、コントロールユニット３０は、ポンプ駆動要求流量ＲＦＰを算出する。コントロールユニット３０は、この算出を、図５に示すように、冷却水温ＴＨＷとポンプ駆動要求流量ＲＦＰをパラメータとする２次元マップを参照することにより行う。このマップにおいて、例えば、冷却水温ＴＨＷが「１０５（℃）」以上になると、ポンプ駆動要求流量ＲＦＰは「４０（Ｌ／ｍ）」となる。

　ステップ１０５で、コントロールユニット３０は、外気温ＴＨＡが所定値ｔｈａ１以上であるか否かを判断する。この所定値ｔｈａ１として、例えば「３５（℃）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１０６へ移行する。

　ステップ１０６で、コントロールユニット３０は、冷却水温ＴＨＷが所定値ｔｈｗ１以上であるか否かを判断する。この所定値ｔｈｗ１として、例えば「１０５（℃）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１０７へ移行する。

　ステップ１０７で、コントロールユニット３０は、バッテリ電圧ＧＢＡが第１の所定値ｂａｔ１以上であるか否かを判断する。この第１の所定値ｂａｔ１として、例えば「１１（Ｖ）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１０８へ移行する。

　ステップ１０８で、コントロールユニット３０は、停止後時間に相当するＩＧＯＦＦ後時間ＴＯＦがファン駆動要求時間ＲＴＦ未満であるか否かを判断する。このファン駆動要求時間ＲＴＦとして、例えば「１８０（ｓｅｃ）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１０９へ移行する。

　そして、ステップ１０９で、コントロールユニット３０は、電動ファン４をＯＮさせる。これにより、ラジエータ３に冷却風を供給する。

　ステップ１０９から移行してステップ１１０で、コントロールユニット３０は、バッテリ電圧ＧＢＡが、第１の所定値ｂａｔ１より小さい第３の所定値ｂａｔ３以上であるか否かを判断する。この第３の所定値ｂａｔ３として、例えば「１０（Ｖ）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１１１へ移行する。

　一方、ステップ１０５～１０８，１１０で、それらの判断結果が否定となる場合は、コントロールユニット３０は、ステップ１１６で、電動ファン４をＯＦＦさせる。これにより、ラジエータ３への冷却風の供給を停止させる。

　その後、ステップ１１１で、コントロールユニット３０は、バッテリ電圧ＧＢＡが第２の所定値ｂａｔ２以上であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１１２へ移行する。この第２の所定値ｂａｔ２として、例えば「１１（Ｖ）」を当てはめることができる。

　ステップ１１２で、コントロールユニット３０は、ＩＧＯＦＦ後時間ＴＯＦがポンプ駆動要求時間ＲＴＰ未満であるか否かを判断する。このポンプ駆動要求時間ＲＴＰとして、例えば「１６０（ｓｅｃ）」を当てはめることができる。この判断結果が肯定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１１３へ移行する。

　ステップ１１３で、コントロールユニット３０は、電動ポンプ１をＯＮさせる。これにより、エンジン本体２及びラジエータ３に冷却水を循環させる。

　その後、ステップ１１４で、コントロールユニット３０は、バッテリ電圧ＧＢＡが第４の所定値ｂａｔ４未満であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、コントロールユニット３０は、処理をステップ１１２へ戻す。この判断結果が肯定となる場合は、コントロールユニット３０は、処理をステップ１１５へ移行する。ステップ１１１，１１２の判断結果が否定となる場合、ステップ１１６の処理を実行した場合も同様である。

　そして、ステップ１１１，１１２，１１４，１１６から移行してステップ１１５で、コントロールユニット３０は、電動ポンプ１をＯＦＦさせる。これにより、エンジン本体２及びラジエータ３への冷却水の循環を停止させ、その後の処理を一旦終了する。

　上記の制御において、バッテリ電圧ＧＢＡの最低値を第３の所定値ｂａｔ３（１０（Ｖ））としたのは、以下の理由による。図６に、放電電気量（Ａｈ／回）とバッテリ寿命（年）との関係をグラフにより示す。このグラフから、バッテリ寿命を「３年」にするためには、放電電気量を「０．６（Ａｈ／回）」にする必要がある。ここで、前提条件として、電動ファン４の消費電力「１００（Ｗ）」と電動ポンプ１の消費電量「２０（Ｗ）」との合計は「１２０（Ｗ）」となる。電動ファン４と電動ポンプ１の動作時間を最大で「３分（１８０秒）」とし、動作日を年間「１５日」とすると、バッテリ電圧ｂａｔとの関係につき以下の式（１）が成り立つ。
　１２０（Ｗ）÷ｂａｔ（Ｖ）＊３（分）÷６０≦０.６（Ａｈ）…（１）
よって、「ｂａｔ≧１０（Ｖ）」となり、最低バッテリ電圧として「１０（Ｖ）」が必要となることが分かる。従って、この実施形態では、バッテリ電圧ＧＢＡにつき、第３の所定値ｂａｔ３を、上記最低バッテリ電圧に相当する「１０（Ｖ）」としている。

　次に、上記制御に従った各種パラメータの挙動について図７のタイムチャートを参照して説明する。

　自動車の暖機走行中において、図７（ｆ）に示すように、時刻ｔ１で、冷却水温ＴＨＷが所定値ｔｈｗ１である「１０５（℃）」を越えると、図７（ｂ）に示すように、ポンプ駆動要求流量ＲＦＰが「４０Ｌ」に設定される。この値は、図５に示すマップを参照することにより決定される。また、ファン駆動要求時間ＲＴＦが「１８０（sec）」に、ポンプ駆動要求時間ＲＴＰが「１６０（sec）」にそれぞれ設定される。これらの値は、図３，４に示すマップを参照することにより決定される。

　その後、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ２で、ＩＧ／ＳＷ２３がＯＦＦされると、図７（ｊ）に示すように、エンジンが停止し、エンジン回転速度ＮＥが「０」となる。また、図７（ｉ）に示すように、外気温ＴＨＡが所定値ｔｈａ１（「３５（℃）」）以上で、図７（ｆ）に示すように、冷却水温ＴＨＷが所定値ｔｈｗ１（「１０５（℃）」）以上で、かつ、図７（ｅ）に示すように、バッテリ電圧ＧＢＡが第１の所定値ｂａｔ１（「１１（Ｖ）」）以上であることから、図７（ｄ）に示すように、電動ファン４がＯＮされ、始動する。また、電動ファン４がＯＮされ、図７（ｅ）に示すように、バッテリ電圧ＧＢＡが第２の所定値ｂａｔ２（「１１（Ｖ）」）以上であることから、図７（ｃ）に示すように、電動ポンプ１がＯＮされ、始動する。

　その後、図７（ｈ）に示すように、時刻ｔ３で、ＩＧＯＦＦ後時間ＴＯＦがポンプ駆動要求時間ＲＴＰ（例えば「１６０（ｓｅｃ）」）以上になると、図７（ｃ）に示すように、電動ポンプ１がＯＦＦされ、停止する。

　更に、図７（ｈ）に示すように、時刻ｔ４で、ＩＧＯＦＦ後時間ＴＯＦがファン駆動要求時間ＲＴＦ（例えば「１８０（ｓｅｃ）」）以上になると、図７（ｄ）に示すように、電動ファン４がＯＦＦされ、停止する。

　その後、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ５で、ＩＧ／ＳＷ２３がＯＮされると、図７（ｊ）に示すように、エンジンが始動し、エンジン回転速度ＮＥが上昇する。図７に示すように、時刻ｔ２～ｔ５の間は、デッドソークの期間となる。

　ここで、図７（ａ）に太線、図７（ｂ）～（ｇ）に破線で示すように、従来例では、ＩＧ／ＳＷがＯＦＦされた後のデッドソーク時には、電動ポンプと電動ファンを同じタイミングと時間で動作させると共にポンプ要求駆動流量を成り行きで定めていた。このため、バッテリ電圧ＧＢＡが比較的急激に低下し、冷却水温ＴＨＷの低下が比較的緩やかで、エンジン各部温度の上昇が比較的急激なものとなっていた。

　これに対し、図７（ａ）～（ｇ）に太線で示すように、本実施形態では、ＩＧ／ＳＷ２３がＯＦＦされた後のデッドソーク時には、ポンプ駆動要求流量ＲＦＰをそのときの冷却水温ＴＨＷから決定すると共に、電動ポンプ１と電動ファン４を同時に動作させた後、電動ポンプ１を先に停止させて少し経過してから電動ファン４を停止させている。これにより、バッテリ電圧ＧＢＡが比較的緩やかに低下し、冷却水温ＴＨＷの低下が比較的速やかとなり、エンジン各部温度の上昇が比較的緩やかなものとなっている。

　すなわち、この実施形態では、図８にタイムチャートで示すように、エンジンのデッドソーク時に、電動ファン４と電動ポンプ１の駆動時間を制御することにより、エンジン各部温度を従来例よりも低く保つことができ、バッテリ電圧を高く保つことができるのである。図９に、電動ファン４と電動ポンプ１の駆動時間に対する冷却水温ＴＨＷの変化を従来例と比較してグラフにより示す。このグラフから明らかなように、本実施形態では、従来例と比較して、冷却水温ＴＨＷの低下が速やかであることが分かる。図１０に、電動ファン４と電動ポンプ１の駆動時間に対するエンジン各部温度の変化を従来例と比較してグラフにより示す。このグラフから明らかなように、本実施形態では、従来例と比較して、エンジン各部温度の低下が速やかであることが分かる。図１１に、電動ファン４と電動ポンプ１の駆動時間に対するバッテリ電圧ＧＢＡの変化を従来例と比較してグラフにより示す。このグラフから明らかなように、本実施形態では、従来例と比較して、バッテリ電圧ＧＢＡの低下が緩やかであることが分かる。

　以上説明したこの実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、エンジンの停止後のデッドソーク時には、冷却水温ＴＨＷ及びバッテリ電圧ＧＢＡに加え、外気温ＴＨＡにも基づいて電動ポンプ１及び電動ファン４がコントロールユニット３０により制御される。従って、外気温ＴＨＡが低い場合は、その分だけ電動ポンプ１及び電動ファン４の動作時間や動作頻度を制限することが可能となる。具体的には、外気温ＴＨＡが所定値ｔｈａ１以上で、冷却水温ＴＨＷが所定値ｔｈｗ１以上で、かつ、バッテリ電圧ＧＢＡが第１の所定値ｂａｔ１以上及び第２の所定値ｂａｔ２以上である特定の場合に、電動ポンプ１及び電動ファン４が動作することとなり、電動ポンプ１及び電動ファン４の動作時間や動作頻度を制限することが可能となる。このため、エンジンのデッドソーク時にバッテリ２４の電力消費を低減させてバッテリ２４の劣化を抑制することができると共に、効率良くエンジン本体２を冷却することができ、これによってエンジンの高温再始動性及びアイドル回転安定性向上させることができる。つまり、この実施形態の冷却装置によれば、バッテリ２４の劣化防止とエンジンの高温再始動性及びアイドル回転安定性の向上との両立を図ることができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、エンジンの停止時に、冷却水温ＴＨＷ及び外気温ＴＨＡに基づいてエンジン本体２が高温状態であると判断される場合に、電動ポンプ１及び電動ファン４が動作する。従って、エンジン本体２が高温状態であると判断されない場合に、電動ポンプ１及び電動ファン４が動作しない。このため、エンジンのデッドソーク時にバッテリ２４の電力消費を低減させてバッテリ２４の劣化を抑制することができると共に、効率良くエンジン本体２を冷却することができ、これによってエンジンの高温再始動性及びアイドル回転安定性向上させることができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、外気温ＴＨＡが所定値ｔｈａ１以上で、冷却水温ＴＨＷが所定値ｔｈｗ１以上で、かつ、バッテリ電圧ＧＢＡが第１の所定値ｂａｔ１より小さい第３の所定値ｂａｔ３以上で、かつ第２の所定値ｂａｔ２未満である特定の場合には、電動ファン４のみが動作するので、バッテリ２４の電力消費が抑えられる。このため、エンジンのデッドソーク時にバッテリ２４の不要な電力消費を低減することができ、バッテリ２４の劣化を抑えることができ、バッテリ２４の寿命を確保することができる。また、エンジンのデッドソーク時に、ラジエータ３の冷却水を冷却することができ、エンジンの高温再始動時に比較的低温の冷却水をエンジン本体２へ速やかに循環させることができ、エンジン本体２を速やかに冷却することができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、外気温ＴＨＡが所定値ｔｈａ１未満か、冷却水温ＴＨＷが所定値ｔｈｗ１未満か、バッテリ電圧ＧＢＡが第３の所定値ｂａｔ３未満か、のうち少なくとも何れか一つの条件を満たす特定の場合には、電動ポンプ１及び電動ファン４の両方が動作しないので、バッテリ２４の電力消費が抑えられる。この意味からも、エンジンのデッドソーク時にバッテリ２４の不要な電力消費を低減することができ、バッテリ２４の劣化を抑えることができ、バッテリ２４の寿命を確保することができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、バッテリ電圧ＧＢＡが第２の所定値ｂａｔ２よりも小さい第４の所定値ｂａｔ４未満となった場合に、動作中の電動ポンプ１及び電動ファン４のうち電動ポンプ１が停止するので、ラジエータ３にて電動ファン４の冷却風により冷却水を冷却しつつ、バッテリ２４の電力消費が抑えられる。このため、エンジンのデッドソーク時にバッテリ２４の不要な電力消費を低減することができ、バッテリ２４の劣化を抑えることができ、バッテリ２４の寿命を確保することができる。また、ラジエータ３の冷却水を冷却し続けることができ、エンジンの高温再始動時に比較的低温の冷却水をエンジン本体２へ速やかに循環させることができ、エンジン本体２を速やかに冷却することができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、エンジンの停止後に動作している電動ポンプ１及び電動ファン４が、エンジン停止後のＩＧＯＦＦ後時間ＴＯＦの経過後に停止するので、バッテリ上がりの心配がない。この意味で、バッテリ上がりによりエンジンが再始動できない状態となることを回避することができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、上記したＩＧＯＦＦ後時間ＴＯＦが、外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷの違いに応じて決定される。このため、デッドソーク時に必要以上に電動ポンプ１及び電動ファン４が動作し続けることがなく、バッテリ２４の不要な電力消費を低減することができ、バッテリ２４の劣化を抑えることができ、バッテリ２４の寿命を確保することができる。

　この実施形態におけるエンジンの冷却装置によれば、冷却水温ＴＨＷに基づいてポンプ駆動要求流量ＲＦＰが決定され、冷却水温ＴＨＷに応じたポンプ駆動要求流量ＲＦＰに基づいて電動ポンプ１が動作する。このため、デッドソーク時に必要以上の流量で電動ポンプ１が動作することがなく、バッテリ２４の不要な電力消費を低減することができ、バッテリ２４の劣化を抑えることができ、バッテリ２４の寿命を確保することができる。

　なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することができる。

　例えば、前記実施形態では、電動ファン４を２個設けたが、電動ファンを１個設けたり、３個設けたりすることもできる。

　前記実施形態では、バッテリ電圧ＧＢＡに係る第１の所定値ｂａｔ１と第２の所定値ｂａｔ２を互いに同じ「１１（Ｖ）」としたが、第１の所定値ｂａｔ１と第２の所定値ｂａｔ２を互いに異なる値としてもよい。

　この発明は、例えば、自動車用エンジンに利用することができる。

１　電動ポンプ
２　エンジン本体
３　ラジエータ
４　電動ファン
１１　水ジャケット
１２　冷却水配管
１３　冷却水配管
２１　水温センサ（冷却水温検出手段）
２２　外気温センサ（外気温検出手段）
２４　バッテリ
３０　コントロールユニット（制御手段、バッテリ電圧検出手段）

Claims

　電動ポンプにより冷却水をエンジン及びラジエータに循環させ、電動ファンにより前記ラジエータへ冷却風を供給することにより前記エンジンを冷却するエンジンの冷却装置において、
　冷却水の温度を検出するための冷却水温検出手段と、
　外気の温度を検出するための外気温検出手段と、
　前記電動ポンプ及び前記電動ファンへ電力を供給するバッテリの電圧を検出するためのバッテリ電圧検出手段と、
　前記エンジンの停止後のデッドソーク時に、前記冷却水温検出手段により検出される冷却水の温度、前記外気温検出手段により検出される外気の温度、及び、前記バッテリ電圧検出手段により検出されるバッテリの電圧に基づいて前記電動ポンプ及び前記電動ファンを制御するための制御手段と
を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記エンジンの停止時に、前記検出される冷却水の温度及び前記検出される外気の温度に基づいて前記エンジンが高温状態であるか否かを判断し、前記高温状態であると判断した場合に、前記電動ポンプ及び前記電動ファンを動作させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記検出される外気の温度が所定値以上であり、前記検出される冷却水の温度が所定値以上であり、かつ、前記検出されるバッテリの電圧が第１の所定値以上である場合に、前記電動ファンを動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記検出される外気の温度が所定値以上であり、前記検出される冷却水の温度が所定値以上であり、かつ、前記検出されるバッテリの電圧が第２の所定値以上である場合に、前記電動ポンプを動作させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記検出される外気の温度が所定値以上であり、前記検出される冷却水の温度が所定値以上であり、かつ、前記検出されるバッテリの電圧が第１の所定値よりも小さい第３の所定値以上で、かつ、前記第２の所定値未満である場合に、前記電動ファンを動作させ、前記電動ポンプを動作させないことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記検出される外気の温度が所定値未満か、前記検出される冷却水の温度が所定値未満か、前記検出されるバッテリの電圧が第３の所定値未満か、のうち少なくとも何れか一つの条件を満たす場合に、前記電動ポンプ及び前記電動ファンを動作させないことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一つに記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記電動ポンプ及び前記電動ファンの動作中に、前記検出されるバッテリの電圧が第２の所定値よりも小さい第４の所定値未満となった場合に、前記電動ポンプを停止させることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの冷却装置。
　前記第３の所定値は前記第４の所定値よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記エンジンの停止後に所定の停止後時間が経過した場合に、前記電動ポンプ及び前記電動ファンを停止させることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一つに記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記検出される外気の温度及び前記検出される冷却水の温度に基づいて前記停止後時間を算出することを特徴とする請求項９に記載のエンジンの冷却装置。
　前記制御手段は、前記検出される冷却水の温度に基づいて冷却水の要求流量を決定し、その決定された要求流量に基づいて前記電動ポンプの動作を制御することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一つに記載のエンジンの冷却装置。