JP2012172525A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】暖機時間の短縮化および燃費の悪化の抑制を図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】エンジン１０が始動してから水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが設定された閾値温度Ｔｓに達するまでウォータポンプ１８による冷却水の循環を停止させ、水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ以上となったときウォータポンプ１８による冷却水の循環を実行させるように設定した。閾値温度Ｔｓは、サーモスタット弁２４近傍の冷却水の水温が開弁温度Ｔｏとなったときに水温センサ１６で検出される温度に設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は内燃機関の冷却装置に関する。

従来から、車両に搭載されたエンジンのウォータジャケットと、ウォータジャケットに接続されたラジエータとを含んで構成された冷却水循環回路を備え、エンジンで駆動されるウォータポンプによって冷却水を冷却水循環回路に循環させる冷却装置が用いられている。
この冷却装置では、冷却水循環回路にサーモスタット弁を設け、冷却水が所定温度未満であるとサーモスタット弁がラジエータに対する冷却水の流通を不能とする閉状態となり、冷却水が所定温度以上になるとラジエータに対する冷却水の流通を可能とする開状態となることで、冷態始動時におけるエンジンの暖機を促進している。

しかしながら、エンジン運転中は常にウォータポンプが作動することになる。そのため、冷態始動時において、冷却水が例えば冷却水循環回路に設けられた空調用のヒータコアとの間で循環された場合には冷却水の熱が奪われて暖機促進の効果が低下する。
一方で冷態時には燃焼室の温度が低く燃焼が不安定なため、加えてエンジンフリクションが増えるため、燃料噴射量をより多く増量しなくてはならず燃費の悪化が懸念される。
そこで、モータで駆動されるウォータポンプを用いて、エンジンの始動時、冷却水の水温が所定値以下の場合にモータを停止させて冷却水の循環を停止させることにより燃費の悪化を抑止しつつ暖機促進を図ることが提案されている（特許文献１参照）。
この場合、冷却水の流通停止時におけるウォータジャケット内の冷却水の局所的な水温の上昇を抑制するために、冷却水を間欠的に流通させるようにウォータポンプ（モータ）を制御している。また、冷却水が間欠的に流通されるため、サーモスタット弁が開状態になると、ラジエータ内の冷たい冷却水はウォータジャケット内に少しずつ流入し、ウォータジャケット内の冷却水は徐々に暖められる。
そして、暖機運転開始から所定時間が経過し、かつ、ウォータジャケットの冷却水の水温が所定温度に到達したという条件が成立したときに、冷却水の間欠的な流通を終了させて暖機運転を終了させ、それ以降は冷却水を連続的に流通させることで通常運転に移行する。

特開２００６−２１４２８０号公報

しかしながら、上記従来技術では、暖機運転の途中から冷却水が間欠的に流通されることから、ウォータジャケットの冷却水の水温が所定温度に暖められるのに時間を要するため、暖機時間の短縮化を図り、燃費の悪化を抑制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、暖機時間の短縮化および燃費の悪化の抑制を図ることが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、車両に搭載された内燃機関のウォータジャケットと、ラジエータと、前記ウォータジャケットと前記ラジエータとの間で冷却水を循環させるラジエータ循環路と、前記ラジエータをバイパスして前記ウォータジャケットに前記冷却水を循環させるバイパス循環路と、前記ラジエータ循環路もしくは前記バイパス循環路に設けられるサーモスタット弁とを含んで構成された冷却水循環回路と、前記冷却水循環回路に冷却水を循環させる冷却水循環手段と、前記ウォータジャケット内の前記冷却水の水温を検出する水温検出手段と、前記内燃機関が始動してから前記水温検出手段により検出された水温が設定された閾値温度に達するまで、前記冷却水循環手段による前記冷却水の循環を停止させ、前記水温検出手段により検出された水温が前記閾値温度以上となったとき、前記冷却水循環手段による前記冷却水の循環を実行させる制御手段とを備え、前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁近傍の前記冷却水の水温が予め定められた所定温度未満の場合、前記ラジエータ循環路への冷却水の循環を抑制し、前記サーモスタット弁近傍の前記冷却水の水温が前記所定温度以上の場合、前記バイパス循環路への冷却水の循環を抑制し、前記閾値温度は、前記所定温度よりも高い値に設定されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、内燃機関が始動してからウォータジャケット内の水温が設定された閾値温度以上となるまで冷却水の循環を停止させ、その閾値温度をサーモスタット弁が作動する所定温度よりも高い値に設定した。
したがって、サーモスタット弁の所定温度より冷却水循環手段の閾値温度を高く設定することで、暖機運転期間、冷却水循環手段による冷却水の循環停止時間を長くすることができ、冷却水の温度上昇を促進できるため、暖機時間の短縮化を図り、燃費の悪化を抑制する上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、サーモスタット弁が作動するまで冷却水循環手段による冷却水の循環を停止させることができるため、暖機時間の短縮化を図り、燃費の悪化を抑制する上でより有利となる。
請求項３記載の発明によれば、水温検出手段が内燃機関の温度変化をより正確に反映した冷却水の水温を検出することができ、内燃機関の温度変化を反映させて冷却水の循環の実行、停止の制御を的確に行うことができるため、暖機時間の短縮化および燃費の悪化の抑制をより効果的に行うことができる。
請求項４記載の発明によれば、暖機運転開始直後に検出された水温が高いほど閾値温度が低くなるように閾値温度を設定するようにしたので、暖機運転開始直後の水温が高いほど、暖機時間の短縮化および燃費の悪化の抑制を図る上でより有利となる。

第１の実施の形態における内燃機関の冷却装置１２を示す構成図である。 第１の実施の形態における内燃機関の冷却装置１２のブロック図である。 第１の実施の形態における内燃機関の冷却装置１２の動作を示すフローチャートである。 実験例Ａにおける水温Ｔｗ、サーモスタット温度Ｔｔ、ウォータポンプ１８の動作、サーモスタット弁２４の動作を示す線図である。 実験例Ｂにおける水温Ｔｗ、サーモスタット温度Ｔｔ、ウォータポンプ１８の動作、サーモスタット弁２４の動作を示す線図である。 第２の実施の形態における内燃機関の冷却装置１２の動作を示すフローチャートである。

（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、本発明に係る内燃機関の冷却装置１２とが搭載されている。
エンジン１０は、図示しないエンジンＥＣＵによって始動、停止され、また、燃料の噴射タイミングや噴射量が制御される。エンジン１０はディーゼルエンジンであってもガソリンエンジンであってもよい。
エンジン１０は、シリンダブロック１００２、シリンダヘッド１００４を含んで構成されている。
シリンダブロック１００２およびシリンダヘッド１００４が互いに連結されることでピストンを収容するシリンダ室が形成され、シリンダ室の上部空間で燃料を燃焼させる燃焼室が形成される。
シリンダブロック１００２には冷却水が循環するブロック側ウォータジャケット１０Ａが形成されている。シリンダヘッド１００４には冷却水が循環するヘッド側ウォータジャケット１０Ｂが形成されている。シリンダブロック１００２およびシリンダヘッド１００４が互いに連結された状態でこれら２つのウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂは互いに連通している。

本実施の形態では、冷却水は、ブロック側ウォータジャケット１０Ａからヘッド側ウォータジャケット１０Ｂに向かって流通する。
２つのウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂに冷却水が流通されることでエンジン１０が冷却される。
エンジン側循環路１４は、２つのウォータジャケット１０Ａ、１０Ｂを含んで構成されている。
シリンダヘッド１００４には水温センサ１６が設けられている。水温センサ１６は、エンジン側循環路１４を流通する冷却水の水温Ｔｗを検出してその検出結果を後述する冷却装置ＥＣＵ２６（図２）に供給する。
水温センサ１６は、ウォータジャケット内の冷却水の水温Ｔｗを検出する水温検出手段を構成している。
本実施の形態では、水温センサ１６は、ウォータジャケットのうち前記燃焼室近傍の箇所に設けられている。したがって、水温センサ１６は、燃焼室近傍の冷却水の温度、すなわち、燃焼室近傍のウォータジャケットの壁面の壁温を反映した冷却水の水温を検出する。

冷却装置１２は、ウォータポンプ１８と、前記のエンジン側循環路１４と、ラジエータ循環路２０と、バイパス循環路２２と、上流側共通流路２１と、下流側共通流路２３と、ラジエータ２８と、サーモスタット弁２４と、前記の水温センサ１６と、冷却装置ＥＣＵ２６とを含んで構成されている。

ウォータポンプ１８は、エンジン側循環路１４と、上流側共通流路２１と、バイパス循環路２２と、ラジエータ循環路２０と、下流側共通流路２３とに冷却水を循環させるものであり、冷却水を吸入する吸入口１８Ａと冷却水を吐出する吐出口１８Ｂとを備えている。
本実施の形態では、ウォータポンプ１８は冷却装置ＥＣＵ２６により制御されるモータ１９によって駆動される電動ポンプで構成され、ウォータポンプ１８の作動、非作動により冷却水の循環の実行、停止が制御される。
本実施の形態では、ウォータポンプ１８によって冷却水循環手段が構成されている。

エンジン側循環路１４の上流端はウォータポンプ１８の吐出口１８Ｂに接続され、エンジン側循環路１４の下流端は、上流側共通流路２１の上流端に接続されている。
また、ウォータポンプ１８の吸入口１８Ａには、下流側共通流路２３の下流端が接続されている。

バイパス循環路２２は、後述するラジエータ２８をバイパスしてエンジン側循環路１４（前記ウォータジャケット）に冷却水を循環させるものである。
バイパス循環路２２の上流端は、上流側共通流路２１の下流端及びラジエータ循環路２０の上流端に接続されており、バイパス循環路２２の下流端は、サーモスタット弁２４を介して下流側共通流路２３の上流端に接続されている。
なお、下流側共通流路２３には、例えば、空調装置のヒータコア（空調用熱交換手段）が設けられる。

ラジエータ循環路２０はラジエータ２８が設けられている。
ラジエータ循環路２０は、サーモスタット弁２４近傍の冷却水の水温が予め定められた所定温度を超えるとサーモスタット弁２４を介して上流側共通流路２１と連通されエンジン側循環路１４とラジエータ２８との間で冷却水を循環させるものである。
ラジエータ循環路２０の上流端は、上流側共通流路２１の下流端及びバイパス循環路２２の上流端に接続されており、ラジエータ循環路２０の下流端は、サーモスタット弁２４を介して下流側共通流路２３の上流端に接続されている。
ラジエータ２８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。
本実施の形態では、エンジン側循環路１４と、ラジエータ循環路２０と、上流側共通流路２１と、バイパス循環路２２と、下流側共通流路２３とを含んで冷却水循環回路が構成されている。

サーモスタット弁２４は、バイパス循環路２２の下流端と、下流側共通流路２３の上流端と、ラジエータ循環路２０の下流端とに接続されている。したがって、サーモスタット弁２４は前記の冷却水循環回路に設けられている。
サーモスタット弁２４は、エンジン側循環路１４を循環する冷却水の水温が予め定められた開弁温度Ｔｏ未満の場合にウォータジャケットとラジエータ２８との間での冷却水の流通を不能とする閉状態となる。開弁温度は、本発明でいう所定温度の一例である。
サーモスタット弁２４の閉状態で、ウォータポンプ１８が動作することによりエンジン側循環路１４と、上流側共通流路２１と、バイパス循環路２２と、下流側共通流路２３との間で冷却水の循環がなされるが、ラジエータ循環路２０による冷却水の循環はなされない。
サーモスタット弁２４は、エンジン側循環路１４を流入する冷却水の水温が開弁温度Ｔｏ以上になるとウォータジャケットとラジエータ２８との間での冷却水の流通を可能とする開状態となる。
サーモスタット弁２４の開状態で、ウォータポンプ１８が動作することによりエンジン側循環路１４とラジエータ循環路２０との間で冷却水の循環がなされる。
なお、サーモスタット弁２４は、エンジン側循環路１４の下流端に接続されているため、エンジン側循環路１４の冷却水の循環が停止された状態でエンジン１０の暖機運転が実施されると、エンジン側循環路１４の冷却水の水温が上昇し、この冷却水が対流を生じることにより、エンジン側循環路１４の下流端に連通するサーモスタット弁２４内の冷却水の水温（以下、サーモスタット温度Ｔｔという）も上昇する。

冷却装置ＥＣＵ２６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ＥＣＵ２６は、図２に示すように、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１６からの検出結果を受け付けると共に、ウォータポンプ１８の制御を行うものである。すなわち、冷却装置ＥＣＵ２６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、制御手段を実現する。

制御手段は、水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが設定された閾値温度Ｔｓ未満であればウォータポンプ１８による冷却水の循環を停止させる。
また、制御手段は、水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ以上であればウォータポンプ１８による冷却水の循環を実行させる。
本実施の形態では、閾値温度Ｔｓは、エンジン１０の暖機運転が開始されたのちサーモスタット弁２４が開状態となる動作とウォータポンプ１８が冷却水の循環を開始する動作とが同期してなされるように、開弁温度Ｔｏよりも高い値に設定されている。

閾値温度Ｔｓは以下のように実験的に求めればよい。
予め閾値温度Ｔｓをある温度に設定しておく。
実際の車両においてウォータポンプ１８を非作動としてエンジン１０を始動させ、水温センサ１６で検出される水温Ｔｗが設定された閾値温度Ｔｓに到達したならば、ウォータポンプ１８を作動させて、そのときのタイミングとサーモスタット弁２４が開状態となったときのタイミングを実測する。
そして、閾値温度Ｔｓを変化させながらウォータポンプ１８が作動したタイミングとサーモスタット弁２４が開状態となったタイミングが一致するような閾値温度Ｔｓを決定する。
したがって、閾値温度Ｔｓは、サーモスタット弁２４近傍の冷却水の水温が開弁温度Ｔｏ（所定温度）となったときに水温センサ１６で検出される温度Ｔｗに設定されることになる。

次に冷却装置１２の動作について図３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３の処理が開始される。暖機運転開始時において冷却装置ＥＣＵ２６はウォータポンプ１８を非作動としている。なお、暖機運転中は、エンジンＥＣＵの制御によって、燃料噴射量が増量されることで、燃料の燃焼安定性を確保しつつ暖機促進が図られている。
冷却装置ＥＣＵ２６は、水温センサ１６で検出される水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ以上か否かを判定する（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０が否定ならば、冷却装置ＥＣＵ２６は、ウォータポンプ１８の非作動を継続し（ステップＳ１２）、ステップＳ１０に戻り同様の動作を繰り返す。
この場合、冷却水の循環が停止された状態でエンジン１０の暖機運転がなされる。

一方、ステップＳ１０が肯定ならば、冷却装置ＥＣＵ２６は、ウォータポンプ１８を作動させ冷却水の循環を行わせる（ステップＳ１４）。このとき、循環される水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ（＞開弁温度Ｔｏ）以上であることから、ステップＳ１４と同期してサーモスタット弁２４が閉状態から開状態となり、エンジン側循環路１４、ラジエータ循環路２０、バイパス循環路２２による冷却水の循環がなされる（ステップＳ１６）。
すなわち、ステップＳ１４、Ｓ１６が同期して実行されてエンジン１０の暖機運転が終了し、エンジン１０が通常運転に移行する。

次に、図４を参照して実験例Ａについて説明する。
図４はウォータジャケット内の水温Ｔｗ、サーモスタット温度Ｔｔ、ウォータポンプ１８の動作、サーモスタット弁２４の動作の説明図である。図４において、横軸は暖機運転開始時点からの経過時間を示す。
図中、本実施の形態の冷却装置１２の実験結果が実線で示され、水温Ｔｗ、サーモスタット温度Ｔｔ、ウォータポンプ１８の作動、非作動、サーモスタット弁２４の動作が示されている。
また、ウォータポンプがエンジン１０で駆動される従来例の実験結果が一点鎖線で示されている。

本実施の形態によれば、ウォータジャケット内の冷却水の流通が停止された状態で暖機運転が開始されるため、暖機運転の開始時点から時間が経過するほど水温Ｔｗ、サーモスタット温度Ｔｔが顕著に上昇する。
そして、水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓに到達した時点でウォータポンプ１８が作動（ＯＮ）し、サーモスタット温度Ｔｔが開弁温度Ｔｏに到達した時点でサーモスタット弁２４が開状態となり、冷却水はエンジン側循環路１４とラジエータ循環路２０との間で循環する。
ここで、ウォータポンプ１８が作動する時点と、サーモスタット弁２４の開状態となる時点とが同期するように、閾値温度Ｔｓ＞開弁温度Ｔｏとしている。
そのため、ウォータポンプ１８が作動した時点で、水温Ｔｗは閾値温度Ｔｓ（＞開弁温度Ｔｏ）まで暖められている。したがって、エンジン１０の壁温は十分に暖められている。そのため、ラジエータ循環路２０の冷たい冷却水がウォータジャケットに流通しても、水温Ｔｗは開弁温度Ｔｏを下回ることが抑制され、また、サーモスタット温度Ｔｔの変動はサーモスタット弁２４の開状態が維持される程度に抑制されている。

これに対して、従来例においては、暖機運転開始時点からウォータポンプ１８が作動して冷却水はエンジン側循環路１４とバイパス循環路２２との間で循環している。
暖機運転開始時点から時間が経過するほどサーモスタット温度Ｔｔ０が上昇するが、その上昇の度合いは実施の形態に比較して緩やかである。
したがって、サーモスタット温度Ｔｔ０が開弁温度Ｔｏに到達してサーモスタット弁２４が開状態となる時点は、実施の形態の場合に比較して時間Δｔ１遅れる。
すなわち、本実施の形態は、従来例に比べて暖機時間を時間Δｔ１分短縮でき、したがって、燃費の悪化を防止する上で有利であることがわかる。

また、図５は、実験例Ｂを示すものである。
実験例Ｂは、閾値温度Ｔｓ＝開弁温度Ｔｏとした点のみが実験例Ａと相違しており、その他は実験例Ａと同様である。
図５に示すように、閾値温度Ｔｓ＝開弁温度Ｔｏとすると、ウォータポンプ１８が作動する時点に対して、サーモスタット弁２４の開状態となる時点が遅れる。
すなわち、ウォータポンプ１８が作動した時点で、ウォータジャケット内の水温Ｔｗは閾値温度Ｔｓ（＝開弁温度Ｔｏ）までしか暖められていない。したがって、サーモスタット温度Ｔｔ０は、このウォータジャケット内の水温Ｔｗよりも低い温度に留まっているため、サーモスタット弁２４は閉状態を維持する。
暖機運転中、ウォータポンプ１８により冷却水がバイパス循環路２２とエンジン側循環路１４とを循環することにより、ウォータジャケット内の水温Ｔｗが緩やかに上昇し、やがてサーモスタット温度Ｔｔ０が開弁温度Ｔｏに到達すると、サーモスタット弁２４は閉状態から開状態となり、暖機運転が終了する。

したがって、実験例Ｂの場合、暖機運転の当初、冷却水がウォータジャケット内で停止されているため、従来例に比べて暖機時間を時間Δｔ２分短縮できるものの、早期に冷却水の循環が実行されるため、その時間Δｔ２は上記実施の形態の時間Δｔ１よりも短いものに留まる。
以上のことから、ウォータポンプ１８が作動する時点と、サーモスタット弁２４の開状態となる時点とが同期するように、閾値温度Ｔｓ＞開弁温度Ｔｏとすることが、暖機時間の短縮化を図り、また、燃費の悪化を防止する上で重要であることが明らかである。

以上説明したように、本実施の形態によれば、内燃機関が始動してから水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが設定された閾値温度Ｔｓに達するまでウォータポンプ１８による冷却水の循環を停止させ、水温センサ１６により検出された水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ以上となったときウォータポンプ１８による冷却水の循環を実行させるように設定した。そして、閾値温度Ｔｓは、サーモスタット弁２４近傍の冷却水の水温が開弁温度Ｔｏとなったときに水温センサ１６で検出される温度に設定した。
したがって、サーモスタット弁が作動するまでウォータポンプ１８による冷却水の循環を停止させることができるため、暖機時間の短縮化を図り、燃費の悪化を抑制する上で有利となる。

また、本実施の形態は、従来技術のように冷却水を間欠的に流通させる場合に比較して、水温Ｔｗと閾値温度Ｔｓとの比較結果に基づいてウォータポンプ１８の作動、非作動を制御するという単純な制御で済む。したがって、ウォータポンプ１８の制御を大幅に簡素化でき、冷却装置ＥＣＵ２６の負荷を低減する上で有利となる。

また、本実施の形態では、水温センサ１６がウォータジャケットのうち燃焼室近傍の箇所に設けられることで、水温センサ１６が燃焼室近傍のウォータジャケットの壁面の壁温を反映した冷却水の水温を検出するようにしたため、燃焼室の温度変化をより正確に反映した冷却水の水温Ｔｗを検出することができる。
そのため、燃焼室の温度変化を反映させてウォータポンプ１８の作動、非作動の制御を的確に行うことができるため、暖機時間の短縮化および燃費の悪化の抑制をより効果的に行うことができる。

なお、本実施の形態では、水温検出手段がウォータジャケットのうち燃焼室近傍の箇所に設けられた水温センサ１６によって構成されている場合について説明したが、水温検出手段を以下のように構成することもできる。
水温センサをウォータジャケットの出口近傍箇所（エンジン側循環路１４の下流端近傍の箇所）に設け、冷却装置ＥＣＵ２６によって水温センサの検出結果に基づいて燃焼室近傍の箇所の水温を推定することで水温検出手段を構成する。
しかしながら、この場合は、推定される水温にある程度の誤差が生じてしまうため、エンジン１０の温度変化を反映させてウォータポンプ１８の作動、非作動の制御を的確に行う上では若干不利となる。したがって、本実施の形態のように水温検出手段を構成することが、ウォータポンプ１８の作動、非作動の制御を的確に行う上でより有利となる。

（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。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材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、簡単に行う。
第１の実施の形態では、閾値温度Ｔｓを予め設定した場合について説明した。
しかしながら、暖機運転の開始時における冷却水の水温Ｔｗは、その時点までにおけるエンジン１０の運転状態やその時点での外気温などによって影響を受ける。
例えば、以下に示すような状態が考えられる。
１）エンジン１０が長時間停止した状態であり水温Ｔｗが外気温（例えば２０℃）と同程度である状態。
２）エンジン１０が一定時間運転した後、停止してからそれほど時間が経過しておらず水温Ｔｗが６０℃程度である状態。

１）の場合は、冷却水の水温Ｔｗが外気温程度と低く、エンジン１０やラジエータ２８の温度も外気温程度となっていることから、暖機時間を十分に確保する必要がある。
これに対して２）の場合は、冷却水の水温Ｔｗが既に暖まっており、エンジン１０やラジエータ２８の温度も外気温よりも高く、エンジン１０が暖まり易い状態となっている。
したがって、１）の場合には閾値温度Ｔｓを例えば１００℃とし、２）の場合には、閾値温度Ｔｓを前者の場合よりも低下させて例えば９０℃としても、エンジン１０の暖機の促進を図ることができる。なお、この場合、開弁温度Ｔｏ（閾値温度＞Ｔｓ）は例えば８０℃である。
図４から明らかなように、閾値温度Ｔｓを低下させるほど（閾値温度Ｔｓと開弁温度Ｔｏとの差分が小さくなるほど）、水温Ｔｗが暖機運転の開始時点から閾値温度Ｔｓに到達するまでに要する経過時間が短くて済み、したがって、暖気時間の短縮化を図ることができる。

そこで、第２の実施の形態では、エンジン１０の暖機運転開始直後に水温センサ１６によって検出された水温Ｔｗが高いほど閾値温度Ｔｓが低くなるように閾値温度Ｔｓを設定する。
具体的には、暖機運転開始直後に水温センサ１６によって検出された水温Ｔｗをパラメータとして閾値温度Ｔｓを設定する閾値温度マップを作成して冷却装置ＥＣＵ２６に格納しておく。そして、冷却装置ＥＣＵ２６が暖機運転開始直後に水温センサ１６によって検出された水温Ｔｗに基づいて前記閾値温度マップから閾値温度Ｔｓを読み取って設定する。
あるいは、暖機運転開始直後に水温センサ１６によって検出された水温Ｔｗをパラメータとして閾値温度Ｔｓを算出する閾値温度計算式を作成して冷却装置ＥＣＵ２６に格納しておく。そして、冷却装置ＥＣＵ２６が暖機運転開始直後に水温センサ１６によって検出された水温Ｔｗに基づいて前記閾値温度計算式から閾値温度Ｔｓを算出して設定する。
第２の実施の形態では、冷却装置ＥＣＵ２６が閾値温度Ｔｓを設定する閾値温度設定手段を構成している。

以下、図６を参照して第２の実施の形態における冷却装置１２の動作について説明する。
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６の処理が開始される。暖機運転開始時において冷却装置ＥＣＵ２６はウォータポンプ１８を非作動としている。
冷却装置ＥＣＵ２６は、暖機運転開始時に水温センサ１６で検出される水温Ｔｗから閾値温度Ｔｓを設定する（ステップＳ２０、Ｓ２２）。
次いで、冷却装置ＥＣＵ２６は、水温センサ１６で検出される水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ以上か否かを判定する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４が否定ならば、冷却装置ＥＣＵ２６は、ウォータポンプ１８の非作動を継続し（ステップＳ２６）、ステップＳ２４に戻り同様の動作を繰り返す。
この場合、冷却水の循環が停止された状態でエンジン１０の暖機運転がなされる。

一方、ステップＳ２４が肯定ならば、冷却装置ＥＣＵ２６は、ウォータポンプ１８を作動させ冷却水の循環を行わせる（ステップＳ２８）。このとき、循環される水温Ｔｗが閾値温度Ｔｓ（＞開弁温度Ｔｏ）以上であることから、ステップＳ２８と同期してサーモスタット弁２４が閉状態から開状態となり、エンジン側循環路１４、上流側共通流路２１、ラジエータ循環路２０、下流側共通流路２３による冷却水の循環がなされる（ステップＳ３０）。
すなわち、ステップＳ２８、Ｓ３０が同期して実行されてエンジン１０の暖機運転が終了し、エンジン１０が通常運転に移行する。

以上説明したように第２の実施の形態によれば、エンジン１０の暖機運転開始直後に水温センサ１６によって検出された水温Ｔｗが高いほど閾値温度Ｔｓが低くなるように閾値温度Ｔｓを設定するようにした。
したがって、暖機運転開始直後の水温Ｔｗが低い場合には、第１の実施の形態と同様に、暖機時間の短縮化を図れることは無論のこと、暖機運転開始直後の水温Ｔｗが高くなるほど、閾値温度Ｔｓを低下させることにより、暖機時間の短縮化および燃費の悪化の抑制を図ることができる。

なお、各実施の形態では、冷却水循環手段として冷却装置ＥＣＵ２６の制御により作動、非作動が切り替えられる電動のウォータポンプ１８を用いたが、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、冷却水循環手段として以下のような構成が採用可能である。
１）電動のウォータポンプ１８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するウォータポンプを設けると共に、冷却水循環回路（バイパス循環路２２）に冷却装置ＥＣＵ２６の制御により開閉動作することで冷却水循環回路における冷却水の循環を実行、停止させる冷却水弁を設ける。
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ＥＣＵ２６（制御手段）により、冷却水弁の開閉を行うこと冷却水の循環を実行または停止させることができる。
２）電動のウォータポンプ１８に代えて、前記と同様にエンジン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するウォータポンプを設ける。ウォータポンプには、冷却装置ＥＣＵ２６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。
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ＥＣＵ２６（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、１００２……シリンダブロック、１００４……シリンダヘッド、１０Ａ……ブロック側ウォータジャケット、１０Ｂ……ヘッド側ウォータジャケット、１２……冷却装置、１４……エンジン側循環路、１６……水温センサ（水温検出手段）、１８……ウォータポンプ（冷却水循環手段）、１８Ａ……吸入口、１８Ｂ……吐出口、１９……モータ、２０……ラジエータ循環路、２１……上流側共通流路、２２……バイパス循環路、２３……下流側共通流路、２４……サーモスタット弁、２６……冷却装置ＥＣＵ（制御手段、閾値温度設定手段）、２８……ラジエータ。

Claims (4)

1. 車両に搭載された内燃機関のウォータジャケットと、ラジエータと、前記ウォータジャケットと前記ラジエータとの間で冷却水を循環させるラジエータ循環路と、前記ラジエータをバイパスして前記ウォータジャケットに前記冷却水を循環させるバイパス循環路と、前記ラジエータ循環路もしくは前記バイパス循環路に設けられるサーモスタット弁とを含んで構成された冷却水循環回路と、
   前記冷却水循環回路に冷却水を循環させる冷却水循環手段と、
   前記ウォータジャケット内の前記冷却水の水温を検出する水温検出手段と、
   前記内燃機関が始動してから前記水温検出手段により検出された水温が設定された閾値温度に達するまで、前記冷却水循環手段による前記冷却水の循環を停止させ、前記水温検出手段により検出された水温が前記閾値温度以上となったとき、前記冷却水循環手段による前記冷却水の循環を実行させる制御手段とを備え、
   前記サーモスタット弁は、前記サーモスタット弁近傍の前記冷却水の水温が予め定められた所定温度未満の場合、前記ラジエータ循環路への冷却水の循環を抑制し、前記サーモスタット弁近傍の前記冷却水の水温が前記所定温度以上の場合、前記バイパス循環路への冷却水の循環を抑制し、
   前記閾値温度は、前記所定温度よりも高い値に設定される、
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 前記閾値温度は、前記サーモスタット弁近傍の前記冷却水の水温が前記所定温度となったときに前記水温検出手段で検出される温度に設定される、
   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. 前記内燃機関は、燃料を燃焼させる燃焼室を備え、
   前記水温検出手段は、前記ウォータジャケットのうち前記燃焼室近傍の箇所に設けられた水温センサによって構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の冷却装置。
4. 前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備え、
   前記閾値温度設定手段は、前記内燃機関の暖機運転開始直後に前記水温検出手段によって検出された水温が高いほど前記閾値温度が低くなるように前記閾値温度を設定する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の内燃機関の冷却装置。

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