JP2012154222A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の暖機運転時における冷却水の熱損失を抑制し暖機運転期間を短縮することができる内燃機関の冷却装置を提供する。
【解決手段】第１のウォータポンプ３２により冷却水がヘッド側ウォータジャケット１６とヒータコア１２に循環される第１の冷却水循環回路２０と、第２のウォータポンプ３４により冷却水がブロック側ウォータジャケット１８に循環される第２の冷却水循環回路２２とを設ける。エンジン１０の暖機が完了する前に、ヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて第１、第２の冷却水循環手段２０、２２による冷却水の循環を制御する。ヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求が有る場合に、暖機運転時に第１の冷却水循環回路２０による冷却水の循環のみを実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の冷却装置に関する。

内燃機関の冷却装置として、シリンダブロックのウォータジャケットと、シリンダヘッドのウォータジャケットと、車室内の空調を行う空調空気と冷却水とを熱交換させるヒータコアとを直列に接続した冷却水路を形成すると共に、シリンダブロックのウォータジャケットをバイパスするバイパス水路を設けたものが提案されている（特許文献１参照）。
この冷却装置では、バイパス水路を流れる冷却水の量を調整することで、シリンダヘッドのウォータジャケットから流出する冷却水の熱を、ヒータコアで優先的に利用するか、シリンダブロックで優先的に利用するかを選択する。
これにより、内燃機関の暖機完了前に暖房の要求が有った場合、シリンダヘッドをバイパスする冷却水の量を増加させ、ヒータコアによって熱を優先的に利用することで車室内の暖房を早期に行うことができる。

特開２０１０−１６３８９７号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、シリンダヘッドのウォータジャケットから流出する冷却水がバイパス水路を通過する過程で冷却水の温熱が放熱され熱損失が発生することから暖機運転期間を短縮する上で改善の余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、内燃機関の暖機運転時における冷却水の熱損失を抑制し暖機運転期間を短縮できる内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の冷却装置は、内燃機関のシリンダヘッドに形成されるヘッド側ウォータジャケットと、車室内の空調を行う空調空気と前記内燃機関の冷却水とを熱交換させる空調用熱交換手段とが接続され、第１の冷却水循環手段により前記冷却水が前記ヘッド側ウォータジャケットと前記空調用熱交換手段に循環される第１の冷却水循環回路と、第２の冷却水循環手段により前記冷却水が前記内燃機関のシリンダブロックに形成されるブロック側ウォータジャケットに循環される第２の冷却水循環回路と、前記第１、第２の冷却水循環手段による冷却水の循環を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記内燃機関の暖機が完了する前に、前記空調用熱交換手段の作動要求がある場合、少なくとも前記第１の冷却水循環回路の前記冷却水を循環させるとともに、前記第２の冷却水循環回路を循環する前記冷却水の流量を抑制するように前記第１、第２の冷却水循環手段を制御することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、内燃機関の暖機が完了する前に、空調用熱交換手段の作動要求がある場合、比較的熱量の多いヘッド側ウォータジャケットを含む第１の冷却水循環回路の冷却水を循環させることで、速やかな暖房を図ることができる。さらに、第２の冷却水循環回路を循環する冷却水の流量を抑制することで、暖機の促進を図ることができる。また、本発明ではバイパス水路を使用することなく第１の冷却水循環回路という必要最小限の経路で冷却水を循環することができるため、冷却水の熱損失を抑制し暖機運転期間を短縮することができる。
請求項２記載の発明によれば、冷却水循環回路をコンパクトにできるため、熱損失が少なくコストの低い装置を提供できる。
請求項３記載の発明によれば、第２の冷却水循環回路の熱を利用することもできるため、より速やかな暖房を図ることができる、あるいは、暖機の促進を暖房性能よりも優先させることができる。
請求項４記載の発明によれば、外気温がそれほど低温ではない場合にはブロック側を流れる冷却水を主に利用して暖房を図ることで、シリンダヘッドの熱損失を抑制することができ、暖機運転期間の短縮を図れる。
請求項５記載の発明によれば、冷却水の循環の制御を簡単な構成で行うことができる。
請求項６記載の発明によれば、ウォータポンプが１台で足りるため、第１、第２の冷却水循環手段の構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。

第１の実施の形態における内燃機関の冷却装置２０の構成を模式的に示す構成図である。 冷却装置２０の動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態における内燃機関の冷却装置２０の構成を模式的に示す構成図である。 冷却装置２０の動作を示すフローチャートである。 第３の実施の形態における内燃機関の冷却装置２０の構成を模式的に示す構成図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両は、走行用の駆動源である内燃機関としてのエンジン１０と、ヒータコア１２と、本発明に係る内燃機関の冷却装置１４とが搭載されている。
エンジン１０のシリンダヘッドにはヘッド側ウォータジャケット１６が形成され、シリンダブロックにはブロック側ウォータジャケット１８が形成され、これら２つのウォータジャケット１６、１８は独立して設けられている。
ヒータコア２０は、車室内の空調を行う空調空気と冷却水とを熱交換させる空調用熱交換手段を構成している。
より詳細には、ヒータコア１２は、図示しない空調装置に組み込まれ、空調装置のファンによって送風される空気がヒータコア１２に衝当することにより冷却水によって加熱されたヒータコア１２によって空気が暖められ、暖められた空気が車室内に吹き出され、これにより車室内の空調がなされる。

冷却装置１４は、第１の冷却水循環回路２０と、第２の冷却水循環回路２２と、ラジエータ冷却水循環回路２４と、水温センサ２６と、冷却装置ＥＣＵ３０とを含んで構成されている。

第１の冷却水循環回路２０は、第１のウォータポンプ３２と、ヘッド側ウォータジャケット１６と、ヒータコア１２とがこの順番で接続され、第１のウォータポンプ３２により冷却水がヘッド側ウォータジャケット１６とヒータコア１２に循環される。
第１のウォータポンプ３２は、電動ポンプで構成され、冷却装置ＥＣＵ３０の制御により作動、非作動が切り替えられ、かつ、作動時には、デューティ制御により冷却水の循環量を調整できるように構成されている。
本実施の形態では、第１のウォータポンプ３２によって第１の冷却水循環手段が構成されている。

第２の冷却水循環回路２２は、第２のウォータポンプ３４と、ブロック側ウォータジャケット１８とが接続され、第２のウォータポンプ３４により冷却水がブロック側ウォータジャケット１８に循環される。
第２のウォータポンプ３４も第１のウォータポンプ３２と同様に、冷却装置ＥＣＵ３０の制御により作動、非作動が切り替えられ、かつ、作動時には、デューティ制御により冷却水の循環量を調整できるように構成されている。
本実施の形態では、第２のウォータポンプ３４によって第２の冷却水循環手段が構成されている。

本実施の形態では、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２は、それら冷却水循環回路２０、２２を流れる冷却水が合流して循環する共通流路３６を備えている。
共通流路３６の上流端は、ヒータコア１２の下流端とブロック側ウォータジャケット１８の下流端とが共通に接続され、共通流路３６の下流端は、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の吸込口に共通に接続されている。

ラジエータ冷却水循環回路２４はその上流端と下流端とが共通流路３６に接続されている。
ラジエータ冷却水循環回路２４には、ラジエータ３８と、サーモスタット弁４０とが接続されている。
ラジエータ３８は、冷却水とエンジン１０が搭載されたエンジンルームに流通する外気との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却するものである。
サーモスタット弁４０は、ラジエータ冷却水循環回路２４の下流端と共通流路３６とが接続される箇所に設けられている。
サーモスタット弁４０は、共通流路３６を流れる冷却水が流通する流路を有し、この流路を流れる冷却水が所定水温未満のときに、ラジエータ冷却水循環回路２４から共通流路３６への冷却水の流入が不能な状態となり、前記流路を流れる冷却水が所定水温以上のときに、ラジエータ冷却水循環回路２４から共通流路３６への冷却水の流入が可能な状態となる。
前記の所定水温は、エンジン１０の暖機運転が終了してエンジン１０が定常運転を行っている状態での水温ＴＨに設定され、水温ＴＨは後述する暖機判定温度ＴＡよりも高い温度である。

水温センサ２６は、サーモスタット弁４０の近傍に設けられ、サーモスタット弁４０を通る冷却水の水温を検出してその検出結果を冷却装置ＥＣＵ３０に供給するものである。

冷却装置ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
冷却装置ＥＣＵ３０は、前記のＣＰＵが前記制御プログラムを実行することにより、水温センサ２６からの検出結果を受け付けると共に、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の作動、非作動、第１、第２のウォータポンプ３２、３４による冷却水の循環量の調整などの制御を実行するものであって、本実施の形態では制御手段を構成する。
また、冷却装置ＥＣＵ３０には、前記の空調装置の制御を司る不図示の空調用ＥＣＵから空調要求信号が供給される。空調用ＥＣＵは、ユーザによって前記空調装置の操作パネルが操作されることによって前記の空調要求信号を生成する。本実施の形態では、空調装置に暖房を実行させる操作が操作パネルに対してなされると、空調用ＥＣＵから冷却装置ＥＣＵ３０に対して空調要求信号が供給される。

次に冷却装置１０の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。
ユーザの操作によりエンジン１０が始動され暖機運転が開始されることにより図２の処理が開始される。
冷却装置ＥＣＵ３０は、水温センサ２６で検出される水温ＴＷが所定の暖機判定温度ＴＡを超えたか否かを判定する（ステップＳ１０）。暖機判定温度ＴＡはエンジン１０の暖機が完了したことを示す水温である。
ステップＳ１０が否定、すなわち、エンジン１０の暖機が終了していなければ、冷却装置ＥＣＵ３０は、暖房要求の有無、すなわち、空調用ＥＣＵからの空調要求信号の入力の有無を判定する（ステップＳ１２）。
暖房要求が無ければ、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１、第２のウォータポンプ３２、３４を非作動とし、これにより第１、第２の冷却水循環回路２０、２２による冷却水の循環は停止される（ステップＳ１４、Ｓ１６）。この場合、冷却水の循環が行われないため、エンジン１０の暖機が促進される。
そして、ステップＳ１０に戻り同様の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ１２で、暖房要求が有れば、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１のウォータポンプ３２のみ作動させて第１の冷却水循環回路２０による冷却水の循環を行わせる（ステップＳ１８、Ｓ２０）。そして、ステップＳ１０に戻り同様の処理を繰り返す。
これにより、第１の冷却水循環回路２０においてヘッド側ウォータジャケット１６で加熱された冷却水がヒータコア１２に循環されることにより、ヒータコア１２による空気の加熱が可能な状態となり、空調装置が動作して車室内の空気がヒータコア１２によって暖められて車室内に吹き出され暖房がなされる。この場合、第１の冷却水循環回路２０の冷却水のみが循環され、第２の冷却水循環回路２２の冷却水の循環は停止されるため、エンジン１０の暖機が促進される。

また、ステップＳ１０においてエンジン１０の暖機の完了が判定されたならば、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の双方を作動させ、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２の双方で冷却水の循環を行わせる。
これにより、冷却水の水温が上昇してやがて前記の水温ＴＨに到達すると、サーモスタット弁４０が開動作し、第１、第２の冷却水循環路２０、２２に加えてラジエータ冷却水循環回路２４にも冷却水が循環し、冷却水がラジエータ３８を流通することによって冷却され、冷却水が適切な温度に維持される。これ以降、エンジン１０が定常運転を実行し、冷却水が各冷却水循環路２０、２２、２４を循環することにより、冷却水が適切な温度に維持されつつ、エンジン１０での熱交換がなされ、また、暖房が実施されている場合はヒータコア１２での熱交換がなされる。
また、冷却水の温度が前記の水温ＴＨを下回る場合は、サーモスタット弁４０が閉動作することでラジエータ冷却水循環回路２４による冷却水の循環は停止されるが、第１、第２の冷却水循環路２０、２２による冷却水の循環は維持され、冷却水が適切な温度に維持されつつ、エンジン１０での熱交換がなされ、また、暖房が実施されている場合はヒータコア１２での熱交換がなされる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１のウォータポンプ３２により冷却水がヘッド側ウォータジャケット１６とヒータコア１２に循環される第１の冷却水循環回路２０と、第２のウォータポンプ３４により冷却水がブロック側ウォータジャケット１８に循環される第２の冷却水循環回路２２とを設け、エンジン１０の暖機が完了する前に、ヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて第１、第２の冷却水循環手段２０、２２による冷却水の循環を制御するようにした。
したがって、暖機運転時にヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求が有る場合、比較的熱量の多いヘッド側ウォータジャケットを含む第１の冷却水循環回路２０の冷却水を循環させることにより、速やかな暖房を図ることができる。さらに、第２の冷却水循環回路２２の冷却水の循環を停止することにより、暖機の促進を図ることができる。この場合、従来技術のようにバイパス水路を経由して循環することで冷却水の温熱が放熱される場合に比較して、冷却水は第１の冷却水循環回路２０という必要最小限の経路で循環するため、冷却水の熱損失を抑制し暖機運転期間を短縮することができる。
また、暖機運転時に、第１のウォータポンプ３２のみを作動させて第１の冷却水循環手段２０による冷却水の循環を実施するため、第２のウォータポンプ３４の仕事量を低減でき、燃費の抑制を図ることができる。
また、本実施の形態では、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２は、それら冷却水循環回路２０、２２を流れる冷却水が合流して循環する共通流路３６を備えている。したがって、冷却水循環回路全体をコンパクトにできるため、熱損失を少なくすることができ、かつ、装置を安価に製造できる。
また、本実施の形態では、第１、第２のウォータポンプ３２、３４を電動ウォータポンプで構成したので、冷却装置ＥＣＵ３０による冷却水の循環の制御を簡単な構成で行うことができる。
なお、本実施の形態では、サーモスタット弁４０の近傍に設けられた水温センサ２６の検出結果に基づいてエンジン１０の暖機の完了を判定したが、水温センサ２６の配置をヘッド側ウォータジャケット近傍に変更してもよく、この場合は、エンジン１０の暖機の完了の判定をより正確に行うことができる。また、水温センサ２６に代えて、エンジン１０の壁面の温度を直接検出する壁温センサを設け、壁温センサの検出結果に基づいてエンジン１０の暖機の完了を判定してもよい。この場合も、エンジン１０の暖機の完了の判定をより正確に行うことができる。水温センサ２６の配置の変更や水温センサ２６に代えて壁温センサを設けることは、以下の実施の形態においても適用可能である。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、第１、第２の冷却水循環路２０、２２の双方にヒータコア１２が接続されている点と、外気温を考慮して第１、第２の冷却水循環回路２０、２２における冷却水の循環の制御を行う点とが第１の実施の形態と相違している。
なお、以下の実施の形態において第１の実施の形態と同様または同一の部分については同一の符号を付してその説明を省略し、あるいは、簡単に説明する。
図３に示すように、冷却装置１４は、第１の冷却水循環回路２０と、第２の冷却水循環回路２２と、ラジエータ冷却水循環回路２４と、水温センサ２６と、冷却装置ＥＣＵ３０とを備え、さらに、気温センサ２８、第１、第２の逆流防止用弁４２、４４とを含んで構成されている。

外気温センサ２８は、車両に設けられ、車両の外気温を検出してその検出結果を冷却装置ＥＣＵ３０に供給するものである。

第１の冷却水循環回路２０は、第１のウォータポンプ３２と、ヘッド側ウォータジャケット１６と、第１の逆流防止用弁４２と、ヒータコア１２とがこの順番で接続され、第１のウォータポンプ３２により冷却水がヘッド側ウォータジャケット１６、第１の逆流防止用弁４２、ヒータコア１２に循環される。
第１の逆流防止用弁４２は、冷却装置ＥＣＵ３０の制御により開閉動作されるものであり、このような弁として電磁弁など従来公知のさまざまな弁が使用可能である。
第１の逆流防止用弁４２は、第１の冷却水循環回路２０における冷却水の循環が停止された状態で、第２の冷却水循環回路２２における冷却水が循環された場合に、第１の逆流防止用弁４２を閉状態とすることで冷却水が第１の冷却水循環回路２０に逆流することを防止する。

第２の冷却水循環回路２２は、第２のウォータポンプ３４と、ブロック側ウォータジャケット１８と、第２の逆流防止用弁４４と、ヒータコア１２とがこの順番で接続され、第２のウォータポンプ３４により冷却水がブロック側ウォータジャケット１８、第２の逆流防止用弁４４、ヒータコア１２に循環される。
すなわち、第２の冷却水循環回路２２は、ブロック側ウォータジャケット１８とヒータコア１２とを接続しており、第２のウォータポンプ３４により冷却水がブロック側ウォータジャケット１８とヒータコア１２に循環される。
第２の逆流防止用弁４４も第１の逆流防止用弁４２と同様に、冷却装置ＥＣＵ３０の制御により開閉動作されるものであり、このような弁として電磁弁など従来公知のさまざまな弁が使用可能である。
第２の逆流防止用弁４４は、第２の冷却水循環回路２２における冷却水の循環が停止された状態で、第１の冷却水循環回路２０における冷却水が循環された場合に、第２の逆流防止用弁４４を閉状態とすることで冷却水が第２の冷却水循環回路２２に逆流することを防止する。

第２の実施の形態においても第１の実施の形態と同様に、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２は、それら冷却水循環回路２０、２２を流れる冷却水が合流して循環する共通流路３６を備えている。
第２の実施の形態では、共通流路３６の上流端は、ヒータコア１２を介してヘッド側ウォータジャケット１６とブロック側ウォータジャケット１８とに接続され、共通流路３６の下流端は、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の吸込口に共通に接続されている。すなわち、ヒータコア１２は共通流路３６に設けられている。

次に冷却装置１０の動作について図４のフローチャートを参照して説明する。
ユーザの操作によりエンジン１０が始動され暖機運転が開始されることにより図４の処理が開始される。
冷却装置ＥＣＵ３０は、水温センサ２６で検出される水温ＴＷが所定の暖機判定温度ＴＡを超えたか否かを判定する（ステップＳ３０）。
ステップＳ３０が否定、すなわち、エンジン１０の暖機が終了していなければ、冷却装置ＥＣＵ３０は、暖房要求の有無、すなわち、空調用ＥＣＵからの空調要求信号の入力の有無を判定する（ステップＳ３２）。
暖房要求が無ければ、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１、第２のウォータポンプ３２、３４を非作動とし、これにより第１、第２の冷却水循環回路２０、２２による冷却水の循環は停止される（ステップＳ３４、Ｓ３６）。この場合、冷却水の循環が行われないため、エンジン１０の暖機が促進される。
そして、ステップＳ３０に戻り同様の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ３２で、暖房要求が有れば、冷却装置ＥＣＵ３０は、外気温センサ２８の検出結果に基づき、外気温ＴＯが所定の冷態判定温度ＴＣ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３８）。
冷態判定温度ＴＣは、以下のように暖房の優先度を決定するために設定される。外気温ＴＯが冷態判定温度ＴＣ以下ならば外気温が低温であり暖房の優先度が高くする必要がある。外気温ＴＯが冷態判定温度ＴＣを超えると外気温がそれほど低温ではなく暖房の優先度を下げることが許容される。

ステップＳ３８が否定ならば、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１の逆流防止用弁４２を開動作させ、第２の逆流防止用弁４４を閉動作させ、第１のウォータポンプ３２のみ作動させて第１の冷却水循環回路２０による冷却水の循環を行わせる（ステップＳ４０、Ｓ４２、Ｓ４４）。そして、ステップＳ３０に戻り同様の処理を繰り返す。
これにより、第１の冷却水循環回路２０においてヘッド側ウォータジャケット１６で加熱された冷却水がヒータコア１２に循環されることにより、ヒータコア１２による空気の加熱が可能な状態となり、空調装置が動作して車室内の空気がヒータコア１２によって暖められて車室内に吹き出され暖房がなされる。この場合、第１の冷却水循環回路２０の冷却水のみが循環され、第２の冷却水循環回路２２の冷却水の循環は停止されるため、エンジン１０の暖機が促進される。
一方、ステップＳ３８が肯定ならば、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１の逆流防止用弁４２を閉動作させ、第２の逆流防止用弁４４を開動作させ、第２のウォータポンプ３４のみ作動させて第２の冷却水循環回路２２による冷却水の循環を行わせる（ステップＳ４６、Ｓ４８、Ｓ５０）。そして、ステップＳ３０に戻り同様の処理を繰り返す。
これにより、第２の冷却水循環回路２２においてブロック側ウォータジャケット１６で加熱された冷却水がヒータコア１２に循環されることにより、ヒータコア１２による空気の加熱が可能な状態となり、空調装置が動作して車室内の空気がヒータコア１２によって暖められて車室内に吹き出され暖房がなされる。この場合、第２の冷却水循環回路２２の冷却水のみが循環され、第１の冷却水循環回路２０の冷却水の循環は停止されるため、エンジン１０の暖機が促進される。

ステップＳ３８〜Ｓ５０においては、外気温ＴＯの判定結果に応じて、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２の何れで冷却水の循環を行うかを変更しているが、以下これについて説明する。
エンジン１０の温度は、シリンダヘッドの方がシリンダブロックよりも高温であり、したがって、冷却水の受熱量は、第１の冷却水循環回路２０の方が、第２の冷却水循環回路２２よりも高い。すなわち、第１の冷却水循環回路２０で冷却水を循環させる方が、第２の冷却水循環回路２２で冷却水を循環させるよりも冷却水を早期に昇温させる上で有利である。
一方、エンジン１０の暖機の促進を図る上では、シリンダヘッドおよびシリンダブロックの温度を早期に昇温することが好ましいが、両者のうちでもシリンダヘッドの温度を、シリンダブロックの温度よりも早期に昇温することがより好ましい。
以上の理由から、外気温がそれほど低温でない場合は、ステップＳ４０，Ｓ４２，Ｓ４４に示すように、暖機の促進を暖房性能よりも優先し、第２の冷却水循環回路２２で冷却水を循環させ、シリンダヘッドの昇温を優先している。
また、外気温が低温である場合は、ステップＳ４６，Ｓ４８，Ｓ５０に示すように、暖房性能を暖機の促進よりも優先し、第１の冷却水循環回路２０で冷却水を循環している。

また、ステップＳ３０においてエンジン１０の暖機の完了が判定されたならば、冷却装置ＥＣＵ３０は、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の双方を作動させ、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２の双方で冷却水の循環を行わせる。
以下、ラジエータ冷却水循環回路２４の動作は第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、第１のウォータポンプ３２により冷却水がヘッド側ウォータジャケット１６とヒータコア１２に循環される第１の冷却水循環回路２０と、第２のウォータポンプ３４により冷却水がブロック側ウォータジャケット１８とヒータコア１２に循環される第２の冷却水循環回路２２とを設け、エンジン１０の暖機が完了する前に、ヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求の有無に応じて第１、第２の冷却水循環手段２０、２２による冷却水の循環を制御するようにした。
したがって、暖機運転時にヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求が有る場合、第１の冷却水循環回路２０による冷却水の循環を実施し、第２の冷却水循環回路２２による冷却水の循環を停止することにより、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、第２の冷却水循環回路２２による冷却水の循環を実施することでヒータコア１２による温熱の利用要求に応じることもできるため、第１の冷却水循環回路２０による冷却水の循環の実施と併用することで、より速やかな暖房を図ることができる。あるいは、暖機の促進を暖房性能よりも優先させることができる。
また、本実施の形態では、暖機運転時にヒータコア１２による冷却水の温熱の利用要求が有り、かつ、外気温がそれほど低温ではない場合、第２の冷却水循環回路２２による冷却水の循環を実施し、第１の冷却水循環回路２０による冷却水の循環を停止することにより、暖房を図りつつシリンダヘッドの熱損失を抑制することができ、暖機運転期間の短縮を図れる。

なお、第２の実施の形態において、第１、第２の逆流防止用弁４２、４４を設けたが、これら２つの弁を省略しても良い。
しかしながら、第２の実施の形態のように、第１、第２の逆流防止用弁４２、４４を設けると、第１、第２の冷却水循環回路２０、２２の一方で加熱された冷却水が他方に逆流することを確実に防止できることから、冷却水の温熱をヒータコア１２で効率的に利用する上で有利となる。
また、第２の実施の形態において、第１、第２のウォータポンプ３２、３４のデューティ制御を行うことにより、より早期の暖機や暖房を図ることができる。あるいは、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の仕事量の軽減を図ることができる。
例えば、第１、第２のウォータポンプ３２、３４のデューティ比をＷＰ１，ＷＰ２とした場合（ただし、ＷＰ１，ＷＰ２の最大値は１．０）、以下のようにデューティ比ＷＰ１，ＷＰ２を設定することにより、第１、第２のウォータポンプ３２、３４の全体としての仕事量の軽減を図ることができる。
（１）第１のウォータポンプ３２作動、第２のウォータポンプ３４非作動の場合：
ＷＰ１：ＷＰ２＝０．５：０
（２）第１のウォータポンプ３２非作動、第２のウォータポンプ３４作動の場合：
ＷＰ１：ＷＰ２＝０：０．５

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は第１の実施の形態の変形例であり、第１、第２の冷却水循環手段の構成が第１の実施の形態と異なっている。
図５に示すように、それら冷却水循環回路２０、２２を流れる冷却水が合流して循環する共通流路３６を備えている。
共通流路３６には、単一のウォータポンプ５０が設けられている。ウォータポンプ５０は、電動ウォータポンプであっても、エンジン１０の駆動力によって駆動されるウォータポンプであってもよい。
ウォータポンプ５０の吐出口と、ヘッド側ウォータジャケット１６の上流端との間に、冷却装置ＥＣＵ３０によって開閉が制御される第１の弁５２が介設されている。
ウォータポンプの吐出口と、ブロック側ウォータジャケット１８の上流端との間に、冷却装置ＥＣＵ３０によって開閉が制御される第２の弁５４が介設されている。
したがって、冷却装置ＥＣＵ３０が、ウォータポンプ５０が作動した状態で第１の弁５２を開閉動作させることにより、第１の冷却水循環回路２０における冷却水の循環と循環の停止とが制御される。
また、冷却装置ＥＣＵ３０が、ウォータポンプ５０が作動した状態で第２の弁５４を開閉動作させることにより、第２の冷却水循環回路２２における冷却水の循環と循環の停止とが制御される。
したがって、第３の実施の形態では、第１の冷却水循環手段は、ウォータポンプ５０と第１の弁５２とで構成され、第２の冷却水循環手段は、ウォータポンプ５０と、第２の弁５４とで構成される。
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果が奏されることは無論のこと、第１の実施の形態に比較して、ウォータポンプ５０が１台で足りるため、第１、第２の冷却水循環手段の構成の簡素化、低コスト化を図ることができる。
なお、第３の実施の形態における第１、第２の冷却水循環手段を、第２の実施の形態に適用してもよく、上記と同様の効果が奏される。

なお、各実施の形態では、冷却水循環手段として冷却装置ＥＣＵ３０の制御により作動、非作動が切り替えられる電動ウォータポンプを主に用いたが、冷却水循環手段は、冷却水の循環を実行または停止させることができればよく、冷却水循環手段として従来公知のさまざまな構成のものが採用可能である。
例えば、電動ウォータポンプに代えて、エンジン１０の出力軸から供給される動力により回転駆動されることで動作し、冷却装置ＥＣＵ３０の制御により駆動力の供給と切断とが制御されるクラッチが設けられているウォータポンプを設けてもよい。
このように構成した冷却水循環手段においても、冷却装置ＥＣＵ３０（制御手段）により、前記のクラッチの作動、非作動を制御することで冷却水循環手段による冷却水の循環を実行または停止させることができる。

１０……エンジン、１２……ヒータコア、１６……ヘッド側ウォータジャケット、１８……ブロック側ウォータジャケット、２０……第１の冷却水循環回路、２２……第２の冷却水循環回路、２４……ラジエータ冷却水循環回路、２６……水温センサ、２８……外気温センサ、３０……冷却装置ＥＣＵ、３２……第１のウォータポンプ、３４……第２のウォータポンプ、３６……共通流路、３８……ラジエータ、４０……サーモスタット弁、４２……第１の逆流防止用弁、４４……第２の逆流防止用弁、５０……ウォータポンプ、５２……第１の弁、５４……第２の弁。

Claims (6)

1. 内燃機関のシリンダヘッドに形成されるヘッド側ウォータジャケットと、車室内の空調を行う空調空気と前記内燃機関の冷却水とを熱交換させる空調用熱交換手段とが接続され、第１の冷却水循環手段により前記冷却水が前記ヘッド側ウォータジャケットと前記空調用熱交換手段に循環される第１の冷却水循環回路と、
   第２の冷却水循環手段により前記冷却水が前記内燃機関のシリンダブロックに形成されるブロック側ウォータジャケットに循環される第２の冷却水循環回路と、
   前記第１、第２の冷却水循環手段による冷却水の循環を制御する制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記内燃機関の暖機が完了する前に、前記空調用熱交換手段の作動要求がある場合、少なくとも前記第１の冷却水循環回路の前記冷却水を循環させるとともに、前記第２の冷却水循環回路を循環する前記冷却水の流量を抑制するように前記第１、第２の冷却水循環手段を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 前記第１、第２の冷却水循環回路は、
   前記ヘッド側ウォータジャケットから流出した前記冷却水と前記ブロック側ウォータジャケットから流出した前記冷却水とが合流してラジエータに流入し、前記ラジエータから流出した前記冷却水が前記ヘッド側ウォータジャケットと前記ブロック側ウォータジャケットに分流する共通流路を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
3. 前記空調用熱交換手段は、前記共通流路に設けられる
   ことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の冷却装置。
4. 前記制御手段は、
   前記内燃機関の暖機が完了する前に、前記空調用熱交換手段の作動要求があり、かつ、外気温度が所定の温度以上の場合、
   前記ブロック側ウォータジャケットを循環する前記冷却水の流量の抑制を低減するとともに、前記ヘッド側ウォータジャケットを循環する前記冷却水の流量を抑制するように前記第１、第２の冷却水循環手段を制御する
   ことを特徴とする請求項３記載の内燃機関の冷却装置。
5. 前記第１、第２の冷却水循環手段は、前記第１、第２の冷却水循環回路にそれぞれ介設され前記制御手段により動作が制御される第１、第２の電動ウォータポンプで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の内燃機関の冷却装置。
6. 前記共通流路にはウォータポンプが設けられ、
   前記第１の冷却水循環手段は、前記ウォータポンプと、前記第１の冷却水循環回路の前記共通流路以外に設けられ前記制御手段によって開閉が制御される第１の弁とで構成され、
   前記第２の冷却水循環手段は、前記ウォータポンプと、前記第２の冷却水循環回路の前記共通流路以外に設けられ前記制御手段によって開閉が制御される第２の弁とで構成されている、
   ことを特徴とする請求項２乃至４に何れか１項記載の内燃機関の冷却装置。

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