JP2015172355A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドの温度及びシリンダブロックの温度の制御性を高め、内燃機関の燃費性能などの向上に寄与できる、内燃機関の冷却装置を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド及びラジエータを経由する第１冷却液ラインと、シリンダブロックを経由しラジエータを迂回する第２冷却液ラインと、シリンダヘッド及びヒータコアを経由しラジエータを迂回する第３冷却液ラインと、シリンダヘッド及び動力伝達装置を経由しラジエータを迂回する第４冷却液ラインと、第１〜第４冷却液ラインが流入側に接続され、流出側が電動式ウォータポンプの吸引側に接続される流量制御弁と、シリンダヘッドとラジエータとの間の第１冷却液ラインから分岐し、ラジエータを迂回して流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインと、を備え、流量制御弁によって第１〜第４冷却液ラインへの冷却液の供給量を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウォータポンプによって冷却液を内燃機関に循環させる冷却装置に関する。

特許文献１には、ラジエータを通過して冷却水が流れるラジエータ冷却水回路と、ラジエータをバイパスするラジエータバイパス回路と、ラジエータバイパス回路に設けられ、冷却水およびエンジンの自動変速機の作動油の間で熱交換する熱交換器と、熱交換器の上流側およびラジエータ冷却水回路のラジエータの下流側部位を接続し、ラジエータを通過した冷却水を熱交換器に流入させるラジエータ下流側通路と、ラジエータバイパス回路およびラジエータ下流側通路の接続部に設けられ、熱交換器に流入する、ラジエータバイパス回路からの冷却水およびラジエータ下流側通路からの冷却水の流入割合を調整する流量調整手段と、を備えた冷却回路が開示されている。

特許第４１９６８０２号公報

内燃機関の始動後の暖機運転中においては、シリンダヘッドの温度（燃焼温度）を早期に上昇させることで燃焼性が改善され、燃費性能や排気性状などを向上させることができる。
また、内燃機関の暖機後においては、シリンダヘッドの温度上昇を抑制することでノッキングの発生を抑制できる一方で、シリンダブロックの温度を高めることでフリクションが低減され、燃費性能を向上させることができる。

そこで、本発明は、シリンダヘッドの温度及びシリンダブロックの温度の制御性を高め、内燃機関の燃費性能などの向上に寄与できる、内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明は、ウォータポンプによって冷却液を内燃機関に循環させる冷却装置であって、内燃機関のシリンダヘッド及びラジエータを経由する第１冷却液ラインと、内燃機関のシリンダブロックを経由しラジエータを迂回する第２冷却液ラインと、第１冷却液ライン及び第２冷却液ラインがそれぞれ流入側に接続され、流出側がウォータポンプの吸引側に接続される電動式の流量制御弁と、シリンダヘッドとラジエータとの間の第１冷却液ラインから分岐し、ラジエータを迂回して流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインと、を備え、流量制御弁によって第１冷却液ライン及び第２冷却液ラインへの冷却液の供給量を制御するようにした。

上記発明によると、シリンダヘッドの温度及びシリンダブロックの温度の制御性が高くなり、内燃機関の燃費性能を向上させることができる。

本発明の実施形態における内燃機関の冷却装置のシステム概略図である。 本発明の実施形態における流量制御弁の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における第１モードにおける冷却水の循環経路を示す状態図である。 本発明の実施形態における第１モードにおける温度変化を例示するタイムチャートである。 本発明の実施形態における流量制御弁の制御モードの切り替えを例示するタイムチャートである。 本発明の実施形態における第２モードにおける冷却水の循環経路を示す状態図である。 本発明の実施形態における第２モードにおける温度変化を例示するタイムチャートである。 本発明の実施形態における第３モードにおける冷却水の循環経路を示す状態図である。 本発明の実施形態における第３モードにおける温度変化を例示するタイムチャートである。 本発明の実施形態における第４モードにおける冷却水の循環経路を示す状態図である。 本発明の実施形態における第４モードにおける温度変化を例示するタイムチャートである。 本発明の実施形態における第５モードにおける冷却水の循環経路を示す状態図である。 本発明の実施形態におけるアイドルストップ状態での流量制御弁の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態におけるアイドルストップ状態での温度変化及び吐出流量の変化を示すタイムチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る冷却装置の一例を示す構成図である。

車両用の内燃機関１０は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２を有してなり、内燃機関１０の出力軸には、動力伝達装置の一例としての変速機２０が接続され、変速機２０の出力が図示省略した駆動輪に伝達される。
内燃機関１０の冷却装置は、冷却水（冷却液）を循環させる水冷式冷却装置であり、電気式アクチュエータによって動作する流量制御弁３０、電動モータで駆動される電動式のウォータポンプ（ＥＬＷＰ）４０、ラジエータ５０、内燃機関１０に設けた冷却水通路６０、これらを接続する配管７０で構成される。

内燃機関１０には、冷却水通路６０として、シリンダヘッド１１の気筒配列方向の一方端に設けた冷却水入口１３と、シリンダヘッド１１の気筒配列方向の他方端に設けた冷却水出口１４とを接続し、シリンダヘッド１１内に延設されるヘッド側冷却水通路６１を設けてある。
また、内燃機関６０には、冷却水通路６０として、ヘッド側冷却水通路６１から分岐してシリンダブロック１２に至り、シリンダブロック１２内に延設されて、シリンダブロック１２に設けた冷却水出口１５に接続されるブロック側冷却水通路６２を設けてある。シリンダブロック１２の冷却水出口１５は、冷却水出口１４が設けられる側と同じ気筒配列方向の端部に設けられる。

このように、図１に例示した冷却装置において、シリンダブロック１２には、シリンダヘッド１１を経由して冷却水が供給され、シリンダヘッド１１のみを通過した冷却水は冷却水出口１４から排出され、シリンダヘッド１１に流入した後シリンダブロック１２内を通過した冷却水は冷却水出口１５から排出される。
シリンダヘッド１１の冷却水出口１４には、第１冷却水配管７１（第１冷却液ライン）の一端が接続され、第１冷却水配管７１の他端は、ラジエータ５０の冷却水入口５１に接続される。

シリンダブロック１２の冷却水出口１５には、第２冷却水配管７２（第２冷却液ライン）の一端が接続され、第２冷却水配管７２の他端は、流量制御弁３０の４つの入口ポート３１−３４（流入側）のうちの第１入口ポート３１に接続される。
第２冷却水配管７２の途中には、内燃機関１０の潤滑油を冷却するためのオイルクーラー１６を設けてあり、オイルクーラー１６は、第２冷却水配管７２内を流れる冷却水と内燃機関１０の潤滑油との間で熱交換を行う。

また、第３冷却水配管７３（第４冷却液ライン）は、一端が第１冷却水配管７１に接続され、他端が流量制御弁３０の第２入口ポート３２に接続され、この第３冷却水配管７３は途中には、変速機２０の作動油を加熱するためのオイルウォーマー２１が設けられる。
オイルウォーマー２１は、第３冷却水配管７３内を流れる冷却水と変速機２０の作動油との間で熱交換を行う。つまり、シリンダヘッド１１を通過した冷却水を分流させて水冷式のオイルウォーマー２１に導き、オイルウォーマー２１において作動油を加熱させる。

更に、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン）は、一端が第１冷却水配管７１に接続され、他端が流量制御弁３０の第３入口ポート３３に接続される。
第４冷却水配管７４には、各種の熱交換デバイスが設けられている。

上記の熱交換デバイスとして、上流側から順に、車両暖房用のヒータコア９１、内燃機関１０の排気還流装置を構成する水冷式のＥＧＲクーラ９２、同じく排気還流装置を構成する排気還流量を調整するための排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）９３、内燃機関１０の吸入空気量を調整するスロットルバルブ９４が設けられている。
ヒータコア９１は、第４冷却水配管７４内の冷却水と空調空気との間で熱交換を行わせ、空調空気を暖めるデバイスである。

ＥＧＲクーラ９２は、排気還流装置によって内燃機関１０の吸気系に還流される排気と第４冷却水配管７４内の冷却水との間で熱交換を行わせ、還流される排気の温度を低下させるデバイスである。
また、排気還流制御弁９３及びスロットルバルブ９４は、第４冷却水配管７４内の冷却水との間で熱交換を行うことで暖められるように構成され、これにより排気中や吸気中に含まれる水分が、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４の周辺で凍結することを抑制する。

このように、シリンダヘッド１１を通過した冷却水を分流させて、ヒータコア９１、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４に導き、これらとの間での熱交換を行わせる。
また、第５冷却水配管７５は、一端がラジエータ５０の冷却水出口５２に接続され、他端が流量制御弁３０の第４入口ポート３４に接続される。

流量制御弁３０は、１つの出口ポート３５を有し、この出口ポート３５（流量制御弁３０の流出側）には、第６冷却水配管７６の一端が接続される。第６冷却水配管７６の他端は、ウォータポンプ４０の吸込口４１に接続される。
そして、ウォータポンプ４０の吐出口４２には第７冷却水配管７７の一端が接続され、第７冷却水配管７７の他端は、シリンダヘッド１１の冷却水入口１３に接続される。

また、第３冷却水配管７３、第４冷却水配管７４が接続される部分よりも下流側の第１冷却水配管７１に一端が接続され、他端が第６冷却水配管７６に接続される第８冷却水配管７８を設けてある。
流量制御弁３０は、前述したように、４つの入口ポート３１−３４と１つの出口ポート３５とを備え、入口ポート３１−３４には冷却水配管７２，７３，７４，７５がそれぞれ接続され、出口ポート３５に第６冷却水配管７６が接続される。

流量制御弁３０は、例えば回転式の流路切換バルブであり、複数のポート３１−３５が形成されたステータに、流路が設けられたロータを嵌装し、ロータを電動モータなどの電動アクチュエータで回転駆動してロータの角度位置を変更することで、ステータの各開口を接続する構成である。
そして、係る回転式の流量制御弁３０では、ロータ角度に応じて４つの入口ポート３１−３４の開口面積割合が変化し、ロータ角度の選定によって所望の開口面積割合（流量割合）に制御できるようにロータの流路などが適合される。

上記構成において、ヘッド側冷却水通路６１と第１冷却水配管７１とによって、シリンダヘッド１１及びラジエータ５０を経由する第１冷却液ラインが構成され、ブロック側冷却水通路６２と第２冷却水配管７２とによって、シリンダブロック１２を経由しラジエータ５０を迂回する第２冷却液ラインが構成される。
また、ヘッド側冷却水通路６１と第４冷却水配管７４とによって、シリンダヘッド１１及びヒータコア９１を経由しラジエータ５０を迂回する第３冷却液ラインが構成され、ヘッド側冷却水通路６１と第３冷却水配管７３とによって、シリンダヘッド１１及び変速機２０（動力伝達装置）のオイルウォーマー２１を経由しラジエータ５０を迂回する第４冷却液ラインが構成される。

更に、第８冷却水配管７８によって、シリンダヘッド１１とラジエータ５０との間の第１冷却液ラインから分岐し、ラジエータ５０を迂回して流量制御弁３０の流出側に合流するバイパスラインが構成される。
つまり、流量制御弁３０は、上述した第１冷却液ライン、第２冷却液ライン、第３冷却液ライン及び第４冷却液ラインがそれぞれ流入側に接続され、流出側がウォータポンプ４０の吸引側に接続され、各冷却液ラインの出口開口面積を調整することで、第１冷却液ライン、第２冷却液ライン、第３冷却液ライン及び第４冷却液ラインへの冷却水の供給量（分配割合）を制御する流路切り替え機構である。

流量制御弁３０は、例えば、図５に例示したような複数の流路切替えパターンを備え、電動アクチュエータでロータ角度を変更することで、これらの流路切替えパターンのいずれかに切り替わる構成である。
即ち、流量制御弁３０は、ロータ角度がストッパで規制される基準角度位置から所定角度範囲内では、入口ポート３１−３４を全て閉じる（第１の流路切替えパターン）。
なお、入口ポート３１−３４を全て閉じる状態は、各入口ポート３１−３４の開口面積を零とする状態の他、零よりも大きい最小開口面積とする状態（漏れ流量が発生する状態）を含むものとする。

上記入口ポート３１−３４を全て閉じられる角度よりもロータ角度を増加させると、ヒータコア冷却液ラインの出口が接続される第３入口ポート３３が一定開度にまで開くようになり、その後、ロータ角度の増大に対して前記一定の流量を保持する（第２の流路切替えパターン）。
第３入口ポート３３が一定開度にまで開く角度から更にロータ角度を増大させると、ブロック冷却液ラインの出口が接続される第１入口ポート３１が開き出し、第１入口ポート３１の開口面積は、ロータ角度の増大に応じて漸増する（第３の流路切替えパターン）。

第１入口ポート３１が開き出する角度よりもより大きな角度位置で、動力伝達系冷却液ラインの出口が接続される第２入口ポート３２が一定開度まで開き、その後、ロータ角度の増大に対して前記一定開度を保持する（第４の流路切替えパターン）。
更に、第２入口ポート３２が一定開度まで開く角度よりも大きな角度位置で、ラジエータ冷却液ラインの出口が接続される第４入口ポート３４が開き出し、第４入口ポート３４の開口面積は、ロータ角度の増大に応じて漸増する（第５の流路切替えパターン）。

冷却水出口１４近傍の第１冷却水配管７１内の冷却水温度、つまり、シリンダヘッド１１の出口付近の冷却水の温度を検出する第１温度センサ８１と、冷却水出口１５近傍の第２冷却水配管７１内の冷却水温度、つまり、シリンダブロック１２の出口付近で冷却水の温度を検出する第２温度センサ８２とを設けてある。
第１温度センサ８１の水温検出信号ＴＷ１及び第２温度センサ８２の水温検出信号ＴＷ２は、マイクロコンピュータを備える電子制御装置（コントローラ、制御ユニット）１００に入力される。そして、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０及び流量制御弁３０に操作信号を出力して、ウォータポンプ４０の吐出量、流量制御弁３０による流量割合を制御する。

また、電子制御装置１００は、内燃機関１０の燃料噴射装置１７、点火装置１８を制御する機能を有し、また、車両の信号待ちの場合などに内燃機関１０を一時的に停止させるアイドルストップ制御機能を有している。
なお、内燃機関１０の制御機能を有する電子制御装置を、電子制御装置１００とは別に設け、機関制御用の電子制御装置と、ウォータポンプ４０及び流量制御弁３０を制御する冷却系の電子制御装置１００との間で相互通信が行われるよう構成することができる。

次に、電子制御装置１００によるウォータポンプ４０及び流量制御弁３０の制御について説明する。
電子制御装置１００は、以下で詳細に説明するように、内燃機関１０の暖機の進行に伴って、流量制御弁３０のロータ角度（流路切替えパターン）を順次切替えると共にウォータポンプ４０の吐出量を変化させる機能を有すると共に、シリンダヘッド１１の温度とシリンダブロック１２の温度とをそれぞれの目標に制御する機能を有している。
図２のフローチャートは、電子制御装置１００によるウォータポンプ４０及び流量制御弁３０の制御の一例を示し、電子制御装置１００は、図２のフローチャートに示すルーチンを所定時間毎の割り込み処理によって実施する。

まず、ステップＳ５０１で、電子制御装置１００は、内燃機関１０が冷機状態で始動されたか、運転停止直後の再始動状態であって内燃機関１０の温度が高い状態であるかを、第１温度センサ８１の水温検出信号ＴＷ１、つまり、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１と、第１閾値温度ＴＨ１とを比較して判別する。
そして、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第１閾値温度ＴＨ１を下回る冷機状態で始動された場合、電子制御装置１００は、ステップＳ５０２へ進む。

一方、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第１閾値温度ＴＨ１以上である、暖機完了状態での再始動状態である場合、電子制御装置１００は、ステップＳ５０２−ステップＳ５０７を迂回してステップＳ５０８へ進む。
冷機始動状態であってステップＳ５０２へ進むと、電子制御装置１００は、流量制御弁（ＭＣＶ）３０のロータ目標角度を第１パターンに従って設定する。

電子制御装置１００は、第１パターンにおいて、第１入口ポート３１、第２入口ポート３２、第３入口ポート３３及び第４入口ポート３４を全て閉じる（遮断する）角度位置を、ロータ目標角度（流量制御弁３０の制御目標値）に設定する。

係るロータ目標角度の設定によって、図３に示すように、第１入口ポート３１、第２入口ポート３２、第３入口ポート３３及び第４入口ポート３４を介した冷却水の循環が停止され、ウォータポンプ４０から吐出された冷却水は、第７冷却水配管７７、ヘッド側冷却水通路６１、第１冷却水配管７１、第８冷却水配管７８を経由し、ウォータポンプ４０に再度吸引される経路を循環されることになる。

換言すれば、第１パターンでは、第１冷却液ライン、第２冷却液ライン、第３冷却液ライン及び第４冷却液ラインへの冷却水の供給は停止され、バイパスラインにのみ冷却水が供給される。これにより、シリンダヘッド１１を通過した冷却水は、ラジエータ５０を迂回して再度シリンダヘッド１１に循環され、シリンダブロック１２、オイルクーラー１６、オイルウォーマー２１、ヒータコア９１、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４には、冷却水が循環されない状態となる。

また、第１パターンにおいて、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０の吐出流量を、冷機始動時のシリンダヘッド昇温用目標流量（例えば、３−１０Ｌ／min）に設定する。このシリンダヘッド昇温用目標流量は、シリンダヘッド１１の温度変化を第１温度センサ８１で検知でき、かつ、シリンダヘッド１１の温度ばらつき（熱歪み）の発生を抑制できる範囲内でなるべく少ない流量に設定される。
第１パターンは、シリンダヘッド１１（燃焼室）の温度上昇を促進させ、燃焼性を早期に向上させることで、燃費改善を図ることを目的とする。

ヘッド側冷却水通路６１への冷却水の供給を停止させれば、シリンダヘッド１１の冷却能力が低下し、シリンダヘッド１１（燃焼室）の温度上昇を促進させることができるが、ヘッド側冷却水通路６１内で冷却水が滞ると、第１温度センサ８１によるシリンダヘッド温度の検知精度が低下し、また、温度ばらつきが発生して熱歪みが発生する可能性があるので、シリンダヘッド１１の温度変化を第１温度センサ８１で検知でき、かつ、熱歪みの発生を抑制できる程度の最低流量の冷却水を循環させる。
更に、ヘッド側冷却水通路６１（シリンダヘッド１１）に循環させる冷却水からの放熱を抑えることで、シリンダヘッド１１の温度上昇を促進できる。

そこで、ヘッド側冷却水通路６１に冷却水を循環させる経路に、冷却水から熱を奪うデバイスが含まれないように、ヒータコア９１などが介装される経路（第３冷却液ライン）、オイルクーラー１６が介装される経路（第２冷却液ライン）、ラジエータ５０が介装される経路（第１冷却液ライン）、オイルウォーマー２１が介装される経路（第４冷却液ライン）を遮断する。
これにより、ヘッド側冷却水通路６１（シリンダヘッド１１）から排出された冷却水を、ラジエータ５０やヒータコア９１などを介さずにそのままウォータポンプ４０に戻し、ヘッド側冷却水通路６１（シリンダヘッド１１）に循環させる。

上記のようにして、シリンダヘッド１１の温度変化を第１温度センサ８１で検知でき、かつ、熱歪みの発生を抑制できる最低限の冷却水を、ラジエータ５０やヒータコア９１などを介さずにヘッド側冷却水通路６１（シリンダヘッド１１）に循環させることで、シリンダヘッド１１（燃焼室）の温度上昇を促進させる。
図４は、上記の第１パターンで流量制御弁３０を制御している状態でのヒータコア９１（ヒータライン）の冷却水温度、シリンダヘッド１１（ヘッドライン）の冷却水温度、及び、シリンダブロック１２（ブロックライン）の冷却水温度の変化を示す。

第１パターンでは、冷却水を、ラジエータ５０やヒータコア９１などを経由させずに、シリンダヘッド１１に循環させることから、シリンダヘッド１１（燃焼室）の温度を、熱歪みの発生を抑制しつつ、可及的に速い速度で上昇させることができる。
なお、第１パターンでは、シリンダブロック１２に冷却水を循環させないが、シリンダヘッド１１からの対流の影響や摩擦熱などによって、シリンダブロック１２の冷却水温度も徐々に上昇することになる。

図５は、冷機始動状態における流量制御弁３０の制御パターンの切り替えを例示するものであり、冷機始動状態では、まず、流量制御弁３０を第１パターンの状態に保持させると共に、ウォータポンプ４０の吐出量を熱歪みの発生を抑制できる範囲内の少ない量に抑え、シリンダヘッド１１の温度上昇を待つことになる。
上記の第１パターンに従って流量制御弁３０を制御している状態で、電子制御装置１００はステップＳ５０３へ進み、第１温度センサ８１の水温検出信号ＴＷ１、つまり、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１と、第２閾値温度ＴＨ２とを比較する。

ここで、第２閾値温度ＴＨ２は、第１閾値温度ＴＨ１よりも高い温度（例えばＴＨ２＝８０℃−１００℃）であり、シリンダヘッド１１（燃焼室）の温度が十分な燃焼性を得られる程度に上がったこと、換言すれば、シリンダヘッド１１の暖機完了を判定できるように適合される。
そして、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第２閾値温度ＴＨ２に達していない場合（ＴＷ１＜ＴＨ２である場合）、電子制御装置１００はステップＳ５０２に戻り、第１パターンに従った流量制御弁３０の制御を継続する。

すなわち、ＴＷ１＜ＴＨ２である場合、十分な燃焼性が得られる温度にまでシリンダヘッド１１（燃焼室）の温度が高くなっていない状態であるため、電子制御装置１００は、シリンダヘッド１１の昇温を促進させるための第１パターンでの制御を継続する。
そして、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第２閾値温度ＴＨ２に達し（ＴＷ１≧ＴＨ２になると）、シリンダヘッド１１の暖機完了状態になると、電子制御装置１００は、ステップＳ５０４へ進む。

ステップＳ５０４で、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ目標角度を第２パターンに従って設定する。
電子制御装置１００は、第２パターンにおいて、第１入口ポート３１、第２入口ポート３２及び第４入口ポート３４を閉じた状態に保持し、第３入口ポート３３の開く角度位置を、ロータ目標角度（流量制御弁３０の制御目標値）に設定する。

流量制御弁３０は、ロータ角度の可変範囲の一方端側で、第１入口ポート３１、第２入口ポート３２、第３入口ポート３３及び第４入口ポート３４を全て閉じる状態となり、係る角度位置からロータ角度を変化（増大）させることで、第１入口ポート３１、第２入口ポート３２及び第４入口ポート３４を閉じた状態に保持したまま、第３入口ポート３３の開口面積を徐々に増大させる設定となっている。従って、電子制御装置１００が、流量制御弁３０の角度を変化させることで、第１パターンから第２パターンに直接切り替わる。

第２パターンに従った目標角度の設定によって、図６に示すように、第１入口ポート３１、第２入口ポート３２及び第４入口ポート３４を介した冷却水の循環は停止状態に保持される一方、第３入口ポート３３を介した冷却水の循環が開始される。
これにより、ウォータポンプ４０から吐出された冷却水は、第７冷却水配管７７、ヘッド側冷却水通路６１、第４冷却水配管７４、流量制御弁３０、第６冷却水配管７６を経由し、ウォータポンプ４０に再度吸引される経路を循環するようになり、また、ヘッド側冷却水通路６１から排出された冷却水の一部は、第１冷却水配管７１、第８冷却水配管７８を介して循環される。

換言すれば、第２パターンでは、第１冷却液ライン、第２冷却液ライン及び第４冷却液ラインへの冷却水の供給は停止状態に保持され、第３冷却液ライン及びバイパスラインに冷却水が供給される。
第２パターンでは、シリンダヘッド１１を通過した冷却水が第４冷却水配管７４に分流されることで、第４冷却水配管７４に配置されるヒータコア９１、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４と冷却水との間の熱交換が行われるようになる。

また、第２パターンでは、冷却水がラジエータ５０を迂回して循環し、また、十分に温度上昇していないシリンダブロック１２に第２冷却水配管７２（第１冷却液ライン）を介して冷却水が循環されることがなく、更に、第３冷却水配管７３（第４冷却液ライン）に配置されるオイルオイルウォーマー２１に冷却水が循環されず、冷却水温度を高く維持できる。
従って、ヒータコア９１などが配置される第４冷却水配管７４に十分に高い温度の冷却水を供給でき、ヒータコア９１での熱交換による暖房の立ち上がり応答を高めることができる。

係る第２パターンの設定状態で、電子制御装置１００は、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１を第２閾値温度ＴＨ２付近に維持するように、暖機の進行に伴い、流量制御弁３０のロータ角度の目標を徐々に増大させて第３入口ポート３３の開口面積を増やすと共にウォータポンプ４０の吐出流量を第１パターンのときから徐々に増大させる。
例えば、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０の吐出流量を、第１パターンでは３−１０Ｌ／min程度とし、第２パターンでは１０−６０Ｌ／min程度にまで増やす。

また、第２パターンにおいて、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を、後述する第３パターンに切り替わる角度位置（第１入口ポート３１が開き始めるロータ角度）の手前を限度として増大させ、第３入口ポート３３の開口面積を、第２パターンでのロータ角度の限界値での開口面積を上限値として増大させる。

図７は、上記の第２パターンで流量制御弁３０を制御している状態でのヒータコア９１（ヒータライン）の冷却水温度、シリンダヘッド１１（ヘッドライン）の冷却水温度、及び、シリンダブロック１２（ブロックライン）の冷却水温度の変化を示す。
この図７に示すように、シリンダヘッド１１（ヘッドライン）の冷却水温度が第２閾値温度ＴＨ２付近に達すると、第１パターンから第２パターンへの切り替えが行われる。そして、第２パターンでは、シリンダヘッド１１を通過した冷却水が第４冷却水配管７４に供給されるようになることで、ヒータコア９１（ヒータライン）の冷却水温度が高くなり、ヒータコア９１での熱交換による空調空気を高い温度に加熱できる。

なお、第２パターンでも、シリンダブロック１２に冷却水を循環させないが、シリンダヘッド１１からの対流の影響や摩擦熱などによって、シリンダブロック１２の冷却水温度も徐々に上昇することになる。

図５には、第１パターンから第２パターンへの切り替えタイミングと、第２パターンでの冷却水の流量変化とを示してある。
時刻ｔ０で内燃機関１０が始動されてから、時刻ｔ１でシリンダヘッド１１の温度が第２閾値温度ＴＨ２付近に達するまでの間は第１パターンに保持され、時刻ｔ１で第１パターンから第２パターンへの切り替えが行われる。

そして、第２パターンでは、シリンダヘッド１１の温度が第２閾値温度ＴＨ２よりも高くなることを抑制するために、電子制御装置１００は、第３入口ポート３３の開口面積（流量）を増やし、また、ウォータポンプ４０の吐出量を増やす処理を実施する。
電子制御装置１００は、第２パターンに従ってヒータコア９１に冷却水を循環させている状態でステップＳ５０５へ進み、第２温度センサ８２の水温検出信号ＴＷ２、つまり、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２と、第３閾値温度ＴＨ３とを比較する。

第３閾値温度ＴＨ３は、第２閾値温度ＴＨ２と同じか若しくは所定温度だけ高い側若しくは低い側にずれた温度に設定される。
そして、電子制御装置１００は、第３閾値温度ＴＨ３とシリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２とを比較することで、シリンダブロック１２の温度が、冷却水の供給を開始して温度制御（ブロック冷却制御）を開始する温度に達したか否か、換言すれば、シリンダブロック１２の暖機が完了したか否かを検出する。

電子制御装置１００は、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２が第３閾値温度ＴＨ３を下回る間、つまり、シリンダブロック１２の暖機中である場合には、ステップＳ５０４に戻り、第２パターンに従った流量制御弁３０及びウォータポンプ４０の制御を継続させる。
一方、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２が第３閾値温度ＴＨ３以上になると、電子制御装置１００は、ステップＳ５０６へ進む。

ステップＳ５０６で、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ目標角度を第３パターンに従って設定する。
電子制御装置１００は、第３パターンにおいて、第２入口ポート３２及び第４入口ポート３４を閉じた状態に保持し、第３入口ポート３４の開口面積を上限値に保持し、第１入口ポート３１が開く角度位置を、ロータ目標角度（流量制御弁３０の制御目標値）に設定する。

流量制御弁３０のロータ角度を、第２パターンでの上限ロータ角度より増大させると、第２入口ポート３２及び第４入口ポート３４を閉じた状態に、また、第３入口ポート３４の開口面積を上限値に保持した状態のまま、第１入口ポート３１の開口面積が徐々に増大する設定となっている。従って、電子制御装置１００が、流量制御弁３０の角度を変化させることで、第２パターンから第３パターンに直接切り替わる。

第３パターンに従った目標角度の設定によって、図８に示すように、第２入口ポート３２及び第４入口ポート３４を介した冷却水の循環は停止状態に保持され、かつ、第３入口ポート３３を介した冷却水の循環が継続される一方で、第１入口ポート３１を介した冷却水の循環が開始される。これにより、ウォータポンプ４０から吐出された冷却水の一部は、ブロック側冷却水通路６２、第２冷却水配管７２、流量制御弁３０、第６冷却水配管７６を経由し、ウォータポンプ４０に再度吸引される経路を循環するようになる。

換言すれば、第３パターンでは、第１冷却液ライン及び第４冷却液ラインへの冷却水の供給は停止状態に保持され、第２冷却液ライン、第３冷却液ライン及びバイパスラインに冷却水が供給される。
これにより、第３パターンでは、ウォータポンプ４０が吐出した冷却水の一部がシリンダブロック１２に供給され、シリンダブロック１２の温度が制御されるようになる。

係る第３パターンの設定状態で、電子制御装置１００は、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２の上昇に応じて、流量制御弁３０のロータ角度の目標を徐々に増大させて第１入口ポート３１の開口面積を増やすと共にウォータポンプ４０の吐出流量を第２パターンのときから徐々に増大させる。
なお、第３パターンにおいて、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を、後述する第４パターンに切り替わる角度位置（第２入口ポート３２が開き始めるロータ角度）の手前を限度として増大させ、第１入口ポート３１の開口面積を、第３パターンでのロータ角度の限界値での開口面積を上限値として増大させる。

係る第３パターンによる流量制御弁３０及びウォータポンプ４０の制御によりシリンダブロック１２への冷却水の供給を制御することで、シリンダブロック１２の温度を目標温度に向けて漸増させ、シリンダブロック１２の温度が目標温度を超えてオーバーシュートすることを抑制する。

図９は、上記の第３パターンで流量制御弁３０を制御している状態でのシリンダヘッド１１（ヘッドライン）の冷却水温度、及び、シリンダブロック１２（ブロックライン）の冷却水温度の変化を示す。
この図９に示すように、シリンダブロック１２（ブロックライン）の冷却水温度が第３閾値温度ＴＨ３付近に達すると、第２パターンから第３パターンへの切り替えが行われる。そして、第３パターンでは、ヘッド側冷却水通路６１に供給された冷却水（シリンダヘッド１１の熱を奪った冷却水）の一部が、ブロック側冷却水通路６２に分流され、ブロック側冷却水通路６２、オイルクーラー１６、流量制御弁３０を介して循環されるようになり、シリンダブロック１２の冷却水温度が上昇する。

図５には、第２パターンから第３パターンへの切り替えタイミングと、第３パターンでの冷却水の流量変化とを示してある。
時刻ｔ２でシリンダブロック１２の温度が第３閾値温度ＴＨ３付近に達すると、第２パターンから第３パターンへの切り替えが行われる。

そして、第３パターンでは、シリンダヘッド１１の温度が第２閾値温度ＴＨ２よりも高くなることを抑制するために、電子制御装置１００は、第１入口ポート３１の開口面積（流量）を増やし、また、ウォータポンプ４０の吐出量を増やす処理を実施して、シリンダブロック１２の温度を漸増させるようにする。
電子制御装置１００は、第３パターンに従ってシリンダブロック１２に冷却水を循環させている状態でステップＳ５０７へ進み、第２温度センサ８２の水温検出信号ＴＷ２、つまり、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２と、第４閾値温度ＴＨ４とを比較する。

第４閾値温度ＴＨ４は、シリンダヘッド１１の目標温度である第２閾値温度ＴＨ２よりも高く、かつ、シリンダブロック１２への冷却水供給を開始させる第３閾値温度ＴＨ３よりも高い、シリンダブロック１２の目標温度であり、例えば、１００℃−１１０℃程度の値に設定される。
つまり、シリンダヘッド１１の目標温度は、プレイグニッションやノッキングの抑制を目的として設定されるのに対し、シリンダブロック１２の目標温度はフリクション抑制を目的として設定され、シリンダヘッド１１の目標温度よりもシリンダブロック１２の目標温度を高くすることでフリクションの低減を促進させる。

シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２が第４閾値温度ＴＨ４を下回る場合、電子制御装置１００は、ステップＳ５０６に戻り、第３パターンに従った流量制御弁３０及びウォータポンプ４０の制御を継続させる。
一方、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２が第４閾値温度ＴＨ４、つまり、シリンダブロック１２の目標温度に達すると、電子制御装置１００はステップＳ５０８へ進む。

ステップＳ５０８で、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ目標角度を第４パターンに従って設定する。
電子制御装置１００は、第４パターンにおいて、第４入口ポート３４を閉じた状態に保持し、第３入口ポート３４の開口面積を上限値に保持し、第１入口ポート３１の開口面積が第３パターンに引き続き増大し、また、第２入口ポート３２の開口面積が上限値にまで開く角度位置を、ロータ目標角度（流量制御弁３０の制御目標値）に設定する。

流量制御弁３０のロータ角度を、第３パターンでの上限ロータ角度より増大させると、第４入口ポート３４を閉じた状態に、また、第３入口ポート３４の開口面積を上限値に保持した状態のまま、第２入口ポート３２の開口面積が上限値にまで開き、第１入口ポート３１の開口面積が第３パターンに引き続き増大する設定となっている。従って、電子制御装置１００が、流量制御弁３０の角度を変化させることで、第３パターンから第４パターンに直接切り替わる。

係る第４パターンでは、図１０に示すように、ラジエータ５０（第１冷却液ライン）を経由しての冷却水の循環は第１−第３パターンに引き続き行われないものの、第４冷却液ライン（変速機２０、オイルウォーマー２１）への冷却水の供給が開始される結果、第２冷却液ライン（シリンダブロック１２）、第３冷却液ライン（ヒータコア９１）、第４冷却液ライン（オイルウォーマー２１）及びバイパスラインに冷却水が供給されることになる。

そして、第２入口ポート３２を開くことで、シリンダヘッド１１を通過した冷却水が分流して第４冷却水配管７４に流れ込み、オイルウォーマー２１（変速機２０）を経由して流量制御弁３０に至り、再度ウォータポンプ４０に吸引される経路を冷却水が循環するようになる。これにより、オイルウォーマー２１において変速機２０の作動油と冷却水との間での熱交換が行われ、変速機２０の暖機が促進される。

また、電子制御装置１００は、第４パターンにおいて、第２入口ポート３２を開く処理と共に、ウォータポンプ４０の吐出量を第３パターンの場合よりも増やす処理を行い、第１冷却水配管７１、第２冷却水配管７２、第３冷却水配管７３、第４冷却水配管７４それぞれに十分な量の冷却水が供給されるようにする。

図１１は、上記の第４パターンで流量制御弁３０を制御している状態でのオイルウォーマー２１での冷却水温度、シリンダヘッド１１（ヘッドライン）の冷却水温度、及び、シリンダブロック１２（ブロックライン）の冷却水温度の変化を示す。
この図１１に示すように、シリンダブロック１２（ブロックライン）の冷却水温度が第４閾値温度ＴＨ４付近に達すると、第３パターンから第４パターンへの切り替えが行われる。そして、第４パターンでは、ヘッド側冷却水通路６１に供給された冷却水（シリンダヘッド１１の熱を奪った冷却水）の一部が、第３冷却水配管７３に分流して流れ、オイルウォーマー２１に循環されるようになるため、オイルウォーマー２１での冷却水温度が増加する。

図５には、第３パターンから第４パターンへの切り替えタイミングと、第４パターンでの冷却水の流量変化とを示してある。
時刻ｔ３でシリンダブロック１２の温度が第４閾値温度ＴＨ４付近に達すると、第３パターンから第４パターンへの切り替えが行われ、第２入口ポート３２を所定開度に開いて、オイルウォーマー２１への冷却水循環を開始させると共に、第４パターンでは、シリンダヘッド１１の温度を第２閾値温度ＴＨ２付近に保持し、また、シリンダブロック１２の温度を第４閾値温度ＴＨ４付近に保持するために、第１入口ポート３１の開口面積を変化させ、また、ウォータポンプ４０の吐出量を制御する。

電子制御装置１００は、ステップＳ５０８で第４パターンに従った流量制御弁３０の制御を開始した後、ステップＳ５０９へ進み、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２と第４閾値温度ＴＨ４（目標ブロック温度）との偏差ΔＴＣ、及び、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１と第２閾値温度ＴＨ２（目標シリンダ温度）との偏差ΔＴＢを演算する。
次いで、電子制御装置１００は、ステップＳ５１０へ進み、ステップＳ５０９で求めた温度偏差ΔＴＣ、ΔＴＢに基づき、流量制御弁３０の制御パターンの切り替え制御を実施する。

つまり、内燃機関１０の負荷の増大（発熱量の増大）によって、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２及び／又はシリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が目標温度よりも所定以上に高くなると、流量制御弁３０のロータ目標角度を第５パターンに従って設定し、負荷が小さくなると、第４パターンに戻す制御を行う。
電子制御装置１００は、第５パターンにおいて、第２入口ポート３２及び第３入口ポート３３の開口面積を上限値に保持し、第１入口ポート３１の開口面積が第４パターンから引き続いて増大し、第４入口ポート３４が全閉から開く角度位置を、ロータ目標角度（流量制御弁３０の制御目標値）に設定する。

つまり、流量制御弁３０のロータ角度を、第４パターンでの上限ロータ角度より増大させると、第２入口ポート３２及び第３入口ポート３３の開口面積を上限値に保持した状態のまま、第１入口ポート３１の開口面積が第４パターンでの上限ロータ角度での面積から更に増大し、また、並行して第４入口ポート３１が開いて徐々に開口面積を増大するとなっている。従って、電子制御装置１００が、流量制御弁３０の角度を変化させることで、第４パターンから第５パターンに直接切り替わる。

第５パターンに従った目標角度の設定によって、図１２に示すように、ラジエータ５０を迂回して冷却水を循環させていた状態から、冷却水の一部がラジエータ５０（第１冷却液ライン）を介して循環されるようになり、ラジエータ５０を通過する際に冷却水が放熱することで、内燃機関１０を冷却する能力が上がり、内燃機関１０（シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２）が過熱することが抑制される。
また、電子制御装置１００は、第４入口ポート３１の開口面積の増大に合わせて、ウォータポンプ４０の吐出量を増大させる。

なお、電子制御装置１０は、第５パターンにおいて、シリンダブロック１２の出口水温ＴＷ２及びシリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１を共に目標温度付近に保持するように制御するが、高負荷状態では、シリンダヘッド１１の温度上昇の抑制を優先させ、シリンダブロック１２の温度が目標温度を下回ることになる場合でも、シリンダヘッド１１の温度が目標温度を所定以上に上回る場合には、第４入口ポート３４の開口面積の増大及びウォータポンプ４０の吐出量の増大を実施する。
これにより、内燃機関１０の高負荷域でシリンダヘッド１１の温度上昇を十分に抑え、プレイグニッションやノッキングを抑制できるから、プレイグニッションやノッキングを抑制するための点火時期の遅角補正量を低減でき、内燃機関１０の出力性能の低下を抑制できる。

図５には、第４パターンから第５パターンへの切り替えタイミングと、第５パターンでの冷却水の流量変化とを示してある。
例えば、時刻ｔ４にて、温度偏差ΔＴＣ、ΔＴＢが所定値を超えるようになった場合、つまり、ラジエータ５０を迂回した冷却水の循環では、シリンダヘッド１１やシリンダブロック１２の温度上昇を抑制できなくなると、第４パターンから第５パターンに切り替え、ラジエータ５０を経由した冷却水の循環を開始させ、第４入口ポート３４の開口面積（流量）を、シリンダヘッド１１やシリンダブロック１２の温度上昇を抑制できる程度にまで増大させ、並行してウォータポンプ４０の吐出量を増加させる。

また、時刻ｔ５は、シリンダブロック１２の温度保持よりも、シリンダヘッド１１の温度上昇の抑制を優先させるモードへの切り替わりタイミングであり、内燃機関１０が高負荷運転されるようになると、第４入口ポート３４の開口面積（流量）を更に増やし、かつ、ウォータポンプ４０の吐出量を増加させて、シリンダヘッド１１の温度上昇を抑制する。
このとき、シリンダヘッド１１に流れる冷却水が増大すると共に、シリンダブロック１２に流れる冷却水も増大することで、シリンダブロック１２の温度が目標温度（第４閾値温度ＴＨ４）よりも低下する場合があるが、電子制御装置１００は、シリンダヘッド１１の温度上昇の抑制を優先させ、シリンダブロック１２の温度が目標温度よりも下回っても、第４入口ポート３４の開口面積（流量）やウォータポンプ４０の吐出量を減らす処理は行わない。

また、図１３のフローチャートに示すルーチンは、電子制御装置１００が実施する流量制御弁３０の制御の一例として、アイドルストップ時における制御を例示する。
図１３のフローチャートに示すルーチンは、アイドルストップ指令信号に基づき、電子制御装置１００により割り込み処理される。

まず、電子制御装置１００は、ステップＳ６０１で、アイドルストップ制御、具体的には、内燃機関１０への燃料供給を停止し、また、点火プラグによる点火動作を停止させる制御を行う。
次いで、ステップＳ６０２で、電子制御装置１００は、前述した第５パターンに従って流量制御弁３０のロータ角度を制御することで、流量制御弁３０の各入力ポート３１−３４を開き、冷却水の一部がラジエータ５０を介して循環される状態に制御する。更に、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０の吐出量を、前述した第５パターンでの吐出量よりも多い、アイドルストップ用の吐出量にまで増やす。

次いで、電子制御装置１００は、ステップＳ６０３に進み、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第５閾値温度ＴＨ５以下に低下したか否かを検出する。
ここで、第５閾値温度ＴＨ５は、例えば、第２閾値温度ＴＨ２と同じか、第２閾値温度ＴＨ２を下回る温度とすることができる。

シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第５閾値温度ＴＨ５を上回る状態では、電子制御装置１００は、ステップＳ６０２に戻って第５パターンに従って流量制御弁３０を制御することで冷却水を循環させ、シリンダヘッド１１の温度低下を図る。
そして、シリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第５閾値温度ＴＨ５以下になると、電子制御装置１００は、ステップＳ６０３からステップＳ６０４に進み、ウォータポンプ４０を停止させるか、若しくは、第１パターンと同程度の吐出流量にまで低下させる。

アイドルストップに伴って冷却水の循環を停止させると、シリンダヘッド１１の温度が上昇し、内燃機関１０を再始動させるときに、プレイグニッションやノッキングが発生し易くなる。
これに対し、アイドルストップによって内燃機関１０が停止した直後の所定期間において、ラジエータ５０を経由した冷却水の循環が行われるように流量制御弁３０を制御してウォータポンプ４０を駆動すれば、アイドルストップ中（内燃機関１０の一時停止中）にシリンダヘッド１１の温度が上昇することを抑制できる。従って、アイドルストップからの内燃機関１０の再始動状態で、プレイグニッションやノッキングが発生することを抑制し、良好な始動性を維持できる。

図１４は、アイドルストップを行うときのウォータポンプ４０の吐出量、及び、シリンダヘッド１１の温度の変化を示す。
図１４に示すように、時刻ｔ６にてアイドルストップが開始され、内燃機関１０の運転が停止すると、第５パターンに従ってラジエータ５０に冷却水を循環させる状態に流量制御弁３０を制御し、かつ、ウォータポンプ４０の吐出量をアイドルストップ用に増大補正する。
そして、時刻ｔ７にてシリンダヘッド１１の出口水温ＴＷ１が第５閾値温度ＴＨ５以下になり、その後にシリンダヘッド１１の温度が上昇変化することがない状態になれば、ウォータポンプ４０の吐出量を減らす。

以上のように、本発明に係る冷却装置では、流量制御弁３０の制御によってシリンダヘッド１１にのみ冷却水を循環させることができ、かつ、電動ウォータポンプ４０の制御によってシリンダヘッド１１に供給する冷却水の流量を任意の流量に制御することができるため、シリンダヘッド１１（燃焼室）の早期暖機による燃費の改善効果を得ることができる。

また、流量制御弁３０の制御によって、シリンダヘッド１１とシリンダブロック１２とに供給される冷却水の流量割合を制御でき、また、電動ウォータポンプ４０によって内燃機関１０の低回転状態であっても、高い流量の冷却水を循環させることができる。従って、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２の温度をそれぞれに異なる目標温度に制御することができ、シリンダヘッド１１の温度をプレイグニッションやノッキングを抑制できる温度に抑えつつ、シリンダブロック１２の温度を積極的に高くしてフリクションの低減を図ることができる。

また、電動ウォータポンプ４０により、内燃機関１０の停止中でもシリンダヘッド１１に冷却水を循環させることができるため、アイドルストップ中におけるシリンダヘッド１１の温度上昇を抑制して、再始動状態でのプレイグニッションやノッキングの発生を抑制できる。

また、早期暖機させたシリンダヘッド１１の通過した冷却水をヒータコア９１などに供給できたため、ヒータを早期に稼働させることができる。
また、内燃機関１０の停止中でも電動ウォータポンプ４０を駆動させて、シリンダヘッド１１の通過した冷却水をヒータコア９１などに供給し、ヒータを稼働させることが可能である。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、流量制御弁３０は、ロータ式に限定されるものではなく、例えば、電気式アクチュエータによって弁体を直線運動させる構造の流量制御弁を用いることができる。

また、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン）に、ヒータコア９１のみを配置する構成とすることができ、また、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン）に、ヒータコア９１の他、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４のうちの１つ乃至２つを配置する構成とすることができる。

また、ブロック側冷却水通路６２とヘッド側冷却水通路６１とを内燃機関１０内で接続する通路を設けずに、ブロック側冷却水通路６２の入口をシリンダブロック１２に形成し、第７冷却水配管７７を途中で２つに分岐させ、一方をヘッド側冷却水通路６１に接続させ、他方をブロック側冷却水通路６２に接続させる配管構造とすることができる。

また、ウォータポンプ４０を内燃機関１０で駆動される形式のものとすることができる。機関駆動式のウォータポンプ４０を用いる場合、ウォータポンプ４０の吐出量は、内燃機関１０の回転速度に依存することになるものの、流量制御弁３０による流量分配を行えることで、シリンダヘッド１１の早期暖機、ヒータの早期稼働を実現できる他、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２をそれぞれに異なる温度に制御することが可能である。

また、第１−第４冷却液ラインのうちの第３冷却液ライン（ヒータコアライン）と第４冷却液ライン（動力伝達装置ライン、変速機ライン、オイルウォーマーライン）とのいずれか一方若しくは双方を省略した冷却装置とすることができる。
また、第２冷却液ラインにオイルクーラー１６が配置されない構造とすることができる。

また、バイパスライン（第８冷却水配管７８）に補助の電動式ウォータポンプを配置した構成とすることができ、また、内燃機関１０で駆動される機関駆動式のウォータポンプを電動式のウォータポンプ４０と並列に備える構成とすることができる。

１０…内燃機関、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１６…オイルクーラー、２０…変速機（動力伝達装置）、２１…オイルウォーマー、３０…流量制御弁、３１−３４…入口ポート、３５…出口ポート、４０…ウォータポンプ、５０…ラジエータ、６１…ヘッド側冷却水通路、６２…ブロック側冷却水通路、７１…第１冷却水配管、７２…第２冷却水配管、７３…第３冷却水配管、７４…第４冷却水配管、７５…第５冷却水配管、７６…第６冷却水配管、７７…第７冷却水配管、７８…第８冷却水配管、８１…第１温度センサ、８２…第２温度センサ、９１…ヒータコア、９２…ＥＧＲクーラ、９３…排気還流制御弁、９４…スロットルバルブ、１００…電子制御装置

Claims (16)

1. ウォータポンプによって冷却液を内燃機関に循環させる冷却装置であって、
   前記内燃機関のシリンダヘッド及びラジエータを経由する第１冷却液ラインと、
   前記内燃機関のシリンダブロックを経由し前記ラジエータを迂回する第２冷却液ラインと、
   前記第１冷却液ライン及び前記第２冷却液ラインがそれぞれ流入側に接続され、流出側が前記ウォータポンプの吸引側に接続される電動式の流量制御弁と、
   前記シリンダヘッドと前記ラジエータとの間の前記第１冷却液ラインから分岐し、前記ラジエータを迂回して前記流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインと、
   を備え、
   前記流量制御弁によって前記第１冷却液ライン及び前記第２冷却液ラインへの冷却液の供給量を制御する、内燃機関の冷却装置。
2. ウォータポンプによって冷却液を内燃機関に循環させる冷却装置であって、
   前記内燃機関のシリンダヘッド及びラジエータを経由する第１冷却液ラインと、
   前記内燃機関のシリンダブロックを経由し前記ラジエータを迂回する第２冷却液ラインと、
   前記シリンダヘッド及びヒータコアを経由し前記ラジエータを迂回する第３冷却液ラインと、
   前記第１冷却液ライン、前記第２冷却液ライン及び前記第３冷却液ラインがそれぞれ流入側に接続され、流出側が前記ウォータポンプの吸引側に接続される電動式の流量制御弁と、
   前記シリンダヘッドと前記ラジエータとの間の前記第１冷却液ラインから分岐し、前記ラジエータを迂回して前記流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインと、
   を備え、
   前記流量制御弁によって前記第１冷却液ライン、前記第２冷却液ライン及び前記第３冷却液ラインへの冷却液の供給量を制御する、内燃機関の冷却装置。
3. ウォータポンプによって冷却液を内燃機関に循環させる冷却装置であって、
   前記内燃機関のシリンダヘッド及びラジエータを経由する第１冷却液ラインと、
   前記内燃機関のシリンダブロックを経由し前記ラジエータを迂回する第２冷却液ラインと、
   前記シリンダヘッド及びヒータコアを経由し前記ラジエータを迂回する第３冷却液ラインと、
   前記シリンダヘッド及び前記内燃機関の動力伝達装置を経由し前記ラジエータを迂回する第４冷却液ラインと、
   前記第１冷却液ライン、前記第２冷却液ライン、前記第３冷却液ライン及び前記第４冷却液ラインがそれぞれ流入側に接続され、流出側が前記ウォータポンプの吸引側に接続される電動式の流量制御弁と、
   前記シリンダヘッドと前記ラジエータとの間の前記第１冷却液ラインから分岐し、前記ラジエータを迂回して前記流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインと、
   を備え、
   前記流量制御弁によって前記第１冷却液ライン、前記第２冷却液ライン、前記第３冷却液ライン及び前記第４冷却液ラインへの冷却液の供給量を制御する、内燃機関の冷却装置。
4. 前記流量制御弁は、流路の切替えパターンとして、流入側に接続される複数の冷却液ラインの全てを閉じるパターンと、前記第２冷却液ラインを開いて他の冷却液ラインを閉じるパターンと、流入側に接続される複数の冷却液ラインの全てを開くパターンとを含む、請求項１記載の内燃機関の冷却装置。
5. 前記流量制御弁は、流路の切替えパターンとして、流入側に接続される複数の冷却液ラインの全てを閉じるパターンと、前記第３冷却液ラインを開いて他の冷却液ラインを閉じるパターンと、前記第３冷却液ライン及び前記第２冷却液ラインを開いて他の冷却液ラインを閉じるパターンと、流入側に接続される複数の冷却液ラインの全てを開くパターンとを含む、請求項２記載の内燃機関の冷却装置。
6. 前記流量制御弁は、流路の切替えパターンとして、前記第１−第４冷却液ラインの全てを閉じる第１パターンと、前記第３冷却液ラインを開いて前記第１、第２及び第４冷却液ラインを閉じる第２パターンと、前記第２及び第３冷却液ラインを開いて前記第１及び第４冷却液ラインを閉じる第３パターンと、前記第２、第３及び第４冷却液ラインを開いて前記第１冷却液ラインを閉じる第４パターンと、前記第１−第４冷却液ラインの全てを開く第５パターンとを含む、請求項３記載の内燃機関の冷却装置。
7. 前記流量制御弁の切替えパターンを、前記内燃機関の暖機の進行に伴って、前記第１パターン、前記第２パターン、前記第３パターン、前記第４パターンの順に変更する、請求項６記載の内燃機関の冷却装置。
8. 前記シリンダヘッドの出口での冷却液の温度を検出する第１温度センサと、
   前記シリンダブロックの出口での冷却液の温度を検出する第２温度センサと、
   を備える、請求項１から７のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
9. 前記シリンダヘッドに設けた第１冷却水通路と、前記第１冷却水通路から分岐して前記シリンダブロック内に延設される第２冷却水通路とを備え、前記シリンダヘッドを経由した冷却水を前記シリンダブロックに流す、請求項１から８のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
10. 前記ウォータポンプが電動ウォータポンプである、請求項１から９のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
11. 前記シリンダヘッドの出口での冷却液の温度が所定温度を下回るときに、前記流量制御弁の流入側に接続する全ラインを閉じ、前記バイパスラインを介して冷却液を循環させる、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
12. 前記シリンダヘッドの出口での冷却液の温度が所定温度に達してから、前記第３冷却液ラインに冷却液を供給する、請求項２又は３記載の内燃機関の冷却装置。
13. 前記シリンダブロックの出口での冷却液の温度が所定温度に達してから、前記第２冷却液ラインに冷却液を供給する、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
14. 前記シリンダヘッドの出口での冷却液の温度が第１温度になり、前記シリンダブロックの出口での冷却液の温度が前記第１温度よりも高い第２温度になるように、前記流量制御弁を制御する、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
15. 前記ウォータポンプが電動ウォータポンプであり、前記シリンダヘッドの出口での冷却液の温度の上昇に応じて前記電動ウォータポンプの吐出流量を増大させる、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。
16. 前記ウォータポンプが電動ウォータポンプであり、前記内燃機関が一時的に停止したときに、前記第１冷却液ラインに冷却液が供給されるように前記流量制御弁を制御し、前記電動ウォータポンプの吐出流量を増大させる、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の冷却装置。