JP6726059B2 - エンジンの冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されるエンジンの冷却システムに関する。

近年、車両の各部に循環させる冷却水の流量をコントロールする流量制御バルブを用いて、エンジンの冷却性能と車室内の暖房性能の両立を図るエンジンが増えている。例えば、エンジンのシリンダヘッドを通過した冷却水の温度に基づいて流量制御バルブの開度を制御することにより、シリンダブロックやシリンダヘッド、ラジエータ、ヒータなどの車両各部に循環させる冷却水の流量をコントロールするものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１５−１７８８２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の流量制御バルブでは、シリンダヘッドを通過した冷却水の温度に基づいてバルブの開度が制御されるので、車室内を早期に暖めたい場合でも、冷却水の温度が所定温度に達するまではヒータに冷却水が流れない。したがって、車室内を早期に暖気することができず、暖房性能を損なってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、車室内の暖房性能を早期に確保することのできるエンジンの冷却システム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、本発明のエンジンの冷却システムは、エンジン内を流通した冷却水が流入するとともに、ラジエータ、および、ラジエータに対して迂回させるバイパス流路に流通させる冷却水の流量を調整可能な流量制御バルブと、流量制御バルブの開度を制御するバルブ制御部と、エンジンに形成された排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する排気ポート冷却回路と、排気ポート冷却回路から排出された冷却水をヒータに流通させる開状態、および、排気ポート冷却回路から排出された冷却水をヒータに流通させない閉状態を、排気ポート冷却回路から排出された冷却水の温度に基づいて切り替えるヒータ側サーモスタットバルブと、車室内の温度を計測する室温センサと、室温センサで計測された車室内の温度に基づいて、ヒータ側サーモスタットバルブの閉故障を診断する閉故障診断部と、を備える。

また、バルブ制御部は、エンジンのシリンダヘッドを流通した冷却水の温度に基づいて、流量制御バルブの開度を制御するとよい。

また、本発明のエンジンの冷却システムは、エンジン内を流通した冷却水が流入するとともに、エンジンのシリンダヘッドを流通した冷却水の温度に基づいて、ラジエータ、および、ラジエータに対して迂回させるバイパス流路のいずれか一方に冷却水を流通させる電子制御サーモスタットバルブと、エンジンに形成された排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する排気ポート冷却回路と、排気ポート冷却回路から排出された冷却水をヒータに流通させる開状態、および、排気ポート冷却回路から排出された冷却水をヒータに流通させない閉状態を、排気ポート冷却回路から排出された冷却水の温度に基づいて切り替えるヒータ側サーモスタットバルブと、車室内の温度を計測する室温センサと、室温センサで計測された車室内の温度に基づいて、ヒータ側サーモスタットバルブの閉故障を診断する閉故障診断部と、を備える。

本発明によれば、車室内の暖房性能を早期に確保することができる。

第１実施形態のエンジンの冷却システムの構成を説明する図である。 ロータリー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。 第１実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第１実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第１実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第１実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第１実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第１実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第２実施形態のエンジンの冷却システムの構成を説明する図である。 第２実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第２実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第２実施形態のエンジンの冷却システムにおける冷却水の流れを説明する図である。 第２実施形態のエンジンの冷却システムにおける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。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のエンジンの冷却システム１の構成を説明する図である。なお、図１中、冷却流路を実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。図１に示すように、車両に搭載されるエンジンの冷却システム１（以下、単に冷却システム１と称する）は、ウォーターポンプ１０、エンジン２（シリンダブロック１２、シリンダヘッド１４）、ロータリーバルブ１６（流量制御バルブ）、ラジエータ１８、補機２０、変速機２２、変速機側サーモスタットバルブ２４、排気ポート冷却回路２６、ヒータ側サーモスタットバルブ２８、ヒータ３０、制御部３２、温度センサＴ１およびＴ２、室温センサＴ３が設けられる。そして、冷却システム１は、これら各部に、冷却流路１００（１００ａ〜１００ｋ）を介して冷却水を循環させる。

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、バイパス流路１００ｋ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、バイパス流路１００ｋから流入した冷却水をポンプ吐出流路１００ａに吐出する。

ポンプ吐出流路１００ａは、ブロック流入流路１００ｂ、ヘッド流入流路１００ｃ、ヒータ流路１００ｊ、補機流路１００ｈ、変速機流路１００ｉに分岐される。ウォーターポンプ１０からポンプ吐出流路１００ａに吐出された冷却水は、これら分岐された各流路に流入する。

エンジン２は、シリンダブロック１２、および、シリンダヘッド１４を備えている。エンジン２の駆動トルクは、変速機２２で変速されて車輪に伝達される。なお、図１においては、シリンダブロック１２、および、シリンダヘッド１４は互いに離隔して図示されているが、実施には、シリンダブロック１２に対してシリンダヘッド１４が連結される。

シリンダブロック１２、および、シリンダヘッド１４には、冷却水が流通する不図示のウォータージャケットが形成されている。ブロック流入流路１００ｂから流入した冷却水は、シリンダブロック１２のウォータージャケット内を流通し、ブロック排出流路１００ｄから排出される。また、ヘッド流入流路１００ｃから流入した冷却水は、シリンダヘッド１４のウォータージャケット内を流通し、ヘッド流路１００ｅから排出される。ブロック排出流路１００ｄ、および、ヘッド流路１００ｅは、ロータリーバルブ１６に接続されるバルブ流入流路１００ｆと合流する。

なお、シリンダブロック１２では、ウォータージャケット内に不図示のウォータージャケットスペーサが設けられる。ウォータージャケットスペーサは、ウォータージャケット内における冷却水の温度分布を調節するためのもので、より高温となるウォータージャケットの上部側に重点的に冷却水を流通させる。これにより、ウォータージャケットに隣接するシリンダライナの温度の均一化とフリクションの低減が図られる。

ロータリーバルブ１６は、バルブ流入流路１００ｆ、ラジエータ流路１００ｇ、バイパス流路１００ｋが接続されたロータリー式のバルブである。ロータリーバルブ１６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、バルブ流入流路１００ｆと接続される流路（ラジエータ流路１００ｇ、および、バイパス流路１００ｋ）を切り替える。

ラジエータ１８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。

補機２０は、例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じてエンジン２に供給される空気量を調整するスロットルや、エンジン２に設けられたＥＧＲシステムにおいて排気ガスを冷却するＥＧＲクーラなどであり、補機流路１００ｈの途中に設けられる。補機流路１００ｈは、バイパス流路１００ｋと合流する。

変速機２２は、例えば無段変速機（ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission））であり、変速機流路１００ｉ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。

変速機側サーモスタットバルブ２４は、変速機流路１００ｉ、および、バイパス流路１００ｋが接続されている。変速機側サーモスタットバルブ２４は、変速機流路１００ｉ内の冷却水の温度が予め設定された第１温度（例えば、５０℃）以上になると、変速機流路１００ｉとバイパス流路１００ｋとを連通させる開状態となり、変速機流路１００ｉ内の冷却水の温度が第１温度未満である場合には、変速機流路１００ｉとバイパス流路１００ｋとを遮断する閉状態となる。

排気ポート冷却回路２６は、排気ガスの性能改善を目的として設けられる排気ガス冷却用の回路であり、シリンダヘッド１４に形成される排気ポートの近傍に設けられる。排気ポート冷却回路２６に流通した冷却水は、その流通過程において、高温となっている排気ポートの集合部との熱交換により、排気ガスを冷却する。このとき、冷却水は急速に温度が上昇する。

ヒータ側サーモスタットバルブ２８は、排気ポート冷却回路２６とヒータ３０との間に設けられ、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度に基づいて、ヒータ３０への冷却水の流通状態を切り替える。具体的には、ヒータ側サーモスタットバルブ２８は、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度が予め設定された第２温度（例えば、７０℃）以上になると、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水をヒータ３０へ流通させる開状態となり、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度が第２温度未満である場合には、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水をヒータ３０へ流通させない閉状態となる。

ヒータ３０は、ヒータ流路１００ｊの最も下流側に設けられ、不図示のヒータスイッチがオンされることで、ヒータ側サーモスタットバルブ２８から流通した冷却水の熱を車室内に放熱し、車室内を暖める。

制御部３２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流路で構成されている。制御部３２には、温度センサＴ１、Ｔ２が接続されており、これら温度センサＴ１、Ｔ２から送信される信号に基づいて、ロータリーバルブ１６を制御する。

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、シリンダヘッド１４内に設けられ、シリンダヘッド１４の内部を流通した冷却水の温度を計測する。

また、制御部３２には、室温センサＴ３が接続されている。室温センサＴ３は、車室内に設けられ、車室内の温度を計測する。制御部３２は、室温センサＴ３で計測された車室内の温度に基づき、ヒータ側サーモスタットバルブ２８の閉故障（クローズドロック）を診断する。この閉故障診断処理については後述する。

次に、制御部３２による制御処理について説明する。ここでは、まず、ロータリーバルブ１６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３２による制御処理を説明する。

図２は、ロータリーバルブ１６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、バイパス流路１００ｋに対する開口率を太線（実線）で示す。

図２に示すように、ロータリーバルブ１６は、ロータリーの回転角度が０°である状態を基準として、ロータリーが回転可能である。ロータリーバルブ１６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、およびバイパス流路１００ｋに対する開口率がいずれも０％であり、ラジエータ流路１００ｇ、およびバイパス流路１００ｋのいずれにも冷却水を排出することはない。

また、ロータリーバルブ１６は、ロータリーが回転され、図中「Ｂ」の回転角度になると、バイパス流路１００ｋに対する開口率が１００％となり、バイパス流路１００ｋに冷却水が排出される。つまり、図中「Ｂ」の回転角度では、ラジエータ流路１００ｇに冷却水が流通せず、バイパス流路１００ｋに冷却水が流通することになるので、バイパス流路１００ｋは、ラジエータ１８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、ロータリーバルブ１６は、図中「Ｂ」からロータリーがさらに回転されると、図中「Ｃ」の範囲において、バイパス流路１００ｋ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、ロータリーバルブ１６は、図中「Ｃ」の範囲において、バイパス流路１００ｋおよびラジエータ流路１００ｇに対して中間開度で冷却水を排出することになる。つまり、ロータリーバルブ１６は、図中「Ｃ」の範囲において、ラジエータ１８およびバイパス流路１００ｋ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、ロータリーバルブ１６は、図中「Ｃ」の範囲の回転角度から、さらにロータリーが回転され、図中「Ｄ」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、ロータリーバルブ１６は、ロータリーの回転角度によって、バイパス流路１００ｋ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、ロータリーバルブ１６は、回転角度によって、バイパス流路１００ｋおよびラジエータ１８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３２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３２は、制御処理を実行する場合、バルブ制御部３４、バルブ閉故障診断部３６として機能する。

バルブ制御部３４は、温度センサＴ２によって計測される、シリンダヘッド１４を流通した冷却水の温度（以下、ヘッド温度と称する）に基づいて、ロータリーバルブ１６のロータリーの回転角度を制御する。

具体的に説明すると、バルブ制御部３４は、温度センサＴ２によって計測されるヘッド温度に応じて、ロータリーバルブ１６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ロータリーバルブ１６（ロータリー）を図２中「Ａ」〜「Ｄ」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３４は、ヘッド温度が高くなるに連れて、ロータリーをより回転させるように制御する。つまり、バルブ制御部３４は、ヘッド温度が高くなるに連れてラジエータ１８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。

バルブ閉故障診断部３６は、室温センサＴ３で計測される車室内の温度に基づいて、ヒータ側サーモスタットバルブ２８が閉状態で固着する、所謂クローズドロックの発生有無を診断する。

例えば、ヒータ側サーモスタットバルブ２８にクローズドロックが発生すると、冷却水の流通がヒータ側サーモスタットバルブ２８で阻害されるため、冷却水が高温となり、エンジン２や排気ポート冷却回路２６の溶損などの不具合が発生するおそれがある。そのため、ヒータ側サーモスタットバルブ２８にクローズドロックが発生した場合は、その旨を検出する必要がある。

一方、ヒータ側サーモスタットバルブ２８にクローズドロックが発生すると、冷却水の温度が第２温度（例えば７０℃）以上になってもヒータ側サーモスタットバルブ２８が開状態とならず、ヒータ３０に冷却水が流れない。この場合、ヒータスイッチをオンしても、車室内の温度が上昇しない。そこで、バルブ閉故障診断部３６は、ヒータスイッチをオンしてから所定時間経過しているにもかかわらず、室温センサＴ３で計測された車室内の温度が上昇しない場合に、ヒータ側サーモスタットバルブ２８にクローズドロックが発生したと診断する。

なお、バルブ閉故障診断部３６により、ヒータ側サーモスタットバルブ２８にクローズドロックが発生したと診断された場合は、運転席のメインパネルに警告灯を点灯して運転者に報知したり、エンジン回転数を下げるように制御するなど、フェールセーフを確保する制御が行われる。

続いて、ロータリーバルブ１６、変速機側サーモスタットバルブ２４、およびヒータ側サーモスタットバルブ２８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。

図３〜図８は、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〜１００ｋ）を実線で示し、冷却水が流れていない冷却流路１００（１００ａ〜１００ｋ）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〜１００ｋ）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、ロータリーバルブ１６は図２中「Ａ」の回転角度に維持されているとともに、変速機側サーモスタットバルブ２４およびヒータ側サーモスタットバルブ２８が閉状態となっている。この場合、冷却システム１では、変速機側サーモスタットバルブ２４およびヒータ側サーモスタットバルブ２８が閉状態であり、かつ、ロータリーバルブ１６の開口率がいずれの流路に対しても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、補機流路１００ｈにのみ流通する。そして、補機流路１００ｈに流入した冷却水は、バイパス流路１００ｋ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２２内の早期の暖機を図り、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、変速機流路１００ｉ内の冷却水の温度が第１温度（５０℃）以上になると、冷却システム１では、図４に示すように、変速機側サーモスタットバルブ２４が開状態となり、変速機流路１００ｉにも冷却水が流通するようになり、変速機２２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。

一方、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水は、排気ポート冷却回路２６における排気ガスとの熱交換により、急速に温度が上昇する。そして、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度が第２温度（７０℃）以上になると、冷却システム１では、図５に示すように、ヒータ側サーモスタットバルブ２８が開状態となり、ヒータ流路１００ｊにも冷却水が流通するようになる。そうすると、ヒータ３０は、冷却水の熱を車室内に放出して車室内を早期に暖気することが可能になる。

その後、ヘッド温度が上昇し、９０℃に達すると、ロータリーバルブ１６が図２中「Ｂ」の回転角度に維持され、バイパス流路１００ｋに対する開口率が１００％になる。このとき、冷却システム１では、図６に示すように、ロータリーバルブ１６からバイパス流路１００ｋに冷却水が流通するようになり、シリンダブロック１２、および、シリンダヘッド１４に冷却水が流通するようになる。これにより、シリンダブロック１２、および、シリンダヘッド１４が冷却水によって冷却されるようになる。

その後、さらに冷却水の水温が上昇し、９０℃から１１０℃の範囲になると、ロータリーバルブ１６が図２中「Ｃ」の領域で制御され、バイパス流路１００ｋ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。そうすると、冷却システム１では、図７に示すように、シリンダブロック１２、およびシリンダヘッド１４を流通した冷却水の一部がラジエータ１８にも流通するようになる。ラジエータ１８に冷却水が流通するようになると、冷却水はラジエータ１８によって冷却されるようになる。このとき、バイパス流路１００ｋ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１８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。

そして、エンジン負荷が高くなり、冷却水が１１０℃以上になると、ロータリーバルブ１６が図２中「Ｄ」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、冷却システム１では、図８に示すように、エンジン２を流通した冷却水がラジエータ１８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。

このように、冷却システム１は、エンジン２（シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４）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１００ｋに対する冷却水の流入を中間開度で制御するロータリーバルブ１６が設けられている。

したがって、冷却システム１は、ロータリーバルブ１６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１００ｋの少なくとも一方に冷却水を流通させることで、シリンダブロック１２、および、シリンダヘッド１４に冷却水を流通させることができる。また、冷却システム１は、ロータリーバルブ１６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。

また、冷却システム１では、ヒータ側サーモスタットバルブ２８の上流側に排気ポート冷却回路２６を配置することにより、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度を早期に第２温度以上まで上昇させることができる。これにより、冷却システム１では、冷却水を速やかにヒータ３０に流通させることができ、車室内を早期に暖気することができる。また、冷却システム１では、冷却水の温度が第２温度を下回ると、ヒータ３０への冷却水の流通が遮断されるので、車室内に温度の低い空気が送出されるおそれがない。このようにして、冷却システム１では、車室内の暖房性能を確保することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、流量制御バルブとしてロータリーバルブ１６を採用した例を説明したが、第２実施形態では、ロータリーバルブ１６に代えて、電子制御サーモスタットバルブ５２（以下、電制サーモと称する）を採用した例を説明する。

図９は、第２実施形態のエンジンの冷却システム５０の構成を説明する図である。車両に搭載されるエンジンの冷却システム５０（以下、単に冷却システム５０と称する）は、流量制御バルブとして電制サーモ５２を用いる点が上記第１実施形態と異なり、その他の構成、および、作用については、上記第１実施形態と実質的に差異はない。したがって、ここでは、上記第１実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。

電制サーモ５２は、バルブ流入流路１００ｆ、ラジエータ流路１００ｇ、およびバイパス流路１００ｋが接続される。電制サーモ５２は、バルブ流入流路１００ｆから流入する冷却水を、ラジエータ流路１００ｇまたはバイパス流路１００ｋのうちいずれか一方にのみ流通させる電子制御式のサーモスタットバルブであり、ヘッド温度に応じて流路を切り替えるほか、制御部３２によって電制サーモ５２の内部に通電することで、流路の切り替えを制御することが可能となっている。

具体的には、電制サーモ５２は、ヘッド温度が第３温度（例えば、１１０℃）に達するまでは、バイパス流路１００ｋ側のポートを開状態とし、冷却水をバイパス流路１００ｋに流通させる。一方、ラジエータ流路１００ｇ側のポートは閉状態とし、冷却水の流通を遮断する。

そして、ヘッド温度が上昇して第３温度（例えば、１１０℃）以上になると、電制サーモ５２は、ラジエータ流路１００ｇ側のポートを開状態とし、冷却水をラジエータ流路１００ｇに流通させる。一方、バイパス流路１００ｋ側のポートは閉状態とし、冷却水の流通を遮断する。

以下、電制サーモ５２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簡単に説明する。

図１０〜図１３は、冷却水の流れを説明する図である。なお、図１０〜図１３においては、図３〜図８と同様、冷却水が流れている冷却流路１００（１００ａ〜１００ｋ）を実線で示し、冷却水が流れていない冷却流路１００（１００ａ〜１００ｋ）を破線で示す。

図１０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、電制サーモ５２は、バイパス流路１００ｋ側のポートが開状態となり、ラジエータ流路１００ｇ側のポートは閉状態となっている。また、変速機側サーモスタットバルブ２４およびヒータ側サーモスタットバルブ２８は閉状態となっている。この場合、冷却システム５０では、ウォーターポンプ１０から吐出された冷却水は、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１４、および補機流路１００ｈにのみ流通する。そして、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１４、および補機流路１００ｈを流通した冷却水は、バイパス流路１００ｋを介してウォーターポンプ１０に戻される。

そして、変速機流路１００ｉ内の冷却水の温度が第１温度（５０℃）以上になると、冷却システム５０では、図１１に示すように、変速機側サーモスタットバルブ２４が開状態となり、変速機流路１００ｉにも冷却水が流通するようになる。

一方、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水は、排気ポート冷却回路２６における排気ガスとの熱交換により、急速に温度が上昇する。そして、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度が第２温度（７０℃）以上になると、冷却システム５０では、図１２に示すように、ヒータ側サーモスタットバルブ２８が開状態となり、ヒータ流路１００ｊにも冷却水が流通するようになる。そうすると、ヒータ３０は、冷却水の熱を車室内に放出して車室内を早期に暖気することが可能になる。

そして、エンジン負荷が高くなり、冷却水が第３温度（１１０℃）以上になると、電制サーモ５２はバイパス流路１００ｋ側のポートを閉状態とし、ラジエータ流路１００ｇ側のポートを開状態とする。この場合、冷却システム５０では、図１３に示すように、エンジン２を流通した冷却水がラジエータ１８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。

以上のように、冷却システム５０においても、ヒータ側サーモスタットバルブ２８の上流側に排気ポート冷却回路２６を配置することにより、ヒータ流路１００ｊ内の冷却水の温度を速やかに第２温度以上まで上昇させることができる。これにより、冷却水を速やかにヒータ３０に流通させることができ、車室内を早期に暖気することができる。

また、冷却システム５０では、電制サーモ５２を用いて冷却水の流通を制御するため、流量制御バルブとしてロータリーバルブを用いた場合よりも安価に回路を構成することができ、流量制御バルブの小型化、軽量化を促進することができる。

なお、冷却システム５０では上記のように、冷却水の温度が１１０℃以上になるまでは、エンジン２（シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４）に常時冷却水が流通するため、第１実施形態の冷却システム１と比較すると冷却損失は大きくなる。したがって、流量制御バルブとして電制サーモ５２を採用する構成は、エンジン２の暖機を促進する必要性がさほど高くない場合に有効である。

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、上記第１実施形態では、バルブ制御部３４がヘッド温度に基づいてロータリーバルブ１６のロータリーの回転角度を制御する例を説明したが、かかるロータリーの回転角度の制御は、エンジン回転数およびエンジン負荷や、温度センサＴ１で計測される、ウォーターポンプ１０から吐出される冷却水の温度を用いて行うようにしてもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、変速機２２としてＣＶＴを例に挙げて説明したが、変速機２２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、車両に搭載されるエンジンの冷却システムに利用できる。

Ｔ３ 室温センサ
１ エンジンの冷却システム
２ エンジン
１４ シリンダヘッド
１６ ロータリーバルブ（流量制御バルブ）
１８ ラジエータ
２６ 排気ポート冷却回路
２８ ヒータ側サーモスタットバルブ
３０ ヒータ
３４ バルブ制御部
３６ バルブ閉故障診断部（閉故障診断部）
５２ 電子制御サーモスタットバルブ
１００ｋ バイパス流路

Claims (3)

1. エンジン内を流通した冷却水が流入するとともに、ラジエータ、および、該ラジエータに対して迂回させるバイパス流路に流通させる冷却水の流量を調整可能な流量制御バルブと、
   前記流量制御バルブの開度を制御するバルブ制御部と、
   前記エンジンに形成された排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する排気ポート冷却回路と、
   前記排気ポート冷却回路から排出された冷却水をヒータに流通させる開状態、および、該排気ポート冷却回路から排出された冷却水を該ヒータに流通させない閉状態を、該排気ポート冷却回路から排出された冷却水の温度に基づいて切り替えるヒータ側サーモスタットバルブと、
   車室内の温度を計測する室温センサと、
   前記室温センサで計測された車室内の温度に基づいて、前記ヒータ側サーモスタットバルブの閉故障を診断する閉故障診断部と、
   を備えることを特徴とするエンジンの冷却システム。
2. 前記バルブ制御部は、
   前記エンジンのシリンダヘッドを流通した冷却水の温度に基づいて、前記流量制御バルブの開度を制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却システム。
3. エンジン内を流通した冷却水が流入するとともに、該エンジンのシリンダヘッドを流通した冷却水の温度に基づいて、ラジエータ、および、該ラジエータに対して迂回させるバイパス流路のいずれか一方に冷却水を流通させる電子制御サーモスタットバルブと、
   前記エンジンに形成された排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する排気ポート冷却回路と、
   前記排気ポート冷却回路から排出された冷却水をヒータに流通させる開状態、および、該排気ポート冷却回路から排出された冷却水を該ヒータに流通させない閉状態を、該排気ポート冷却回路から排出された冷却水の温度に基づいて切り替えるヒータ側サーモスタットバルブと、
   車室内の温度を計測する室温センサと、
   前記室温センサで計測された車室内の温度に基づいて、前記ヒータ側サーモスタットバルブの閉故障を診断する閉故障診断部と、
   を備えることを特徴とするエンジンの冷却システム。

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