(57)【要約】【課題】エンジンの高負荷時に、エンジンの冷却性能を低下させることなく、ファンの作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる内燃機関の冷却システム及び内燃機関の冷却システムの制御方法を提供する。【解決手段】エンジン２を冷却する冷却水通路３に関して、この冷却水通路３に配置したサーモスタット６ａ、６ｂよりラジエータ４側の通路であるラジエータ側冷却水通路３ａをエンジン冷却水Ｗが通過しており、エンジン２が高負荷で、ラジエータ４用のファン７が作動しておらず、ラジエータ側冷却水通路３ａに設けられたラジエータ４用の第２バイパス通路９に配置した蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３以下である場合に、第２バイパス通路９の蓄熱器１０の前後に配置した開閉弁１１ａ、１１ｂを開状態にする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を冷却する冷媒の循環用の通路である冷媒通路に配置され、外気と熱交換するラジエータと、
前記冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第１バイパス通路と、
前記第１バイパス通路より前記ラジエータ側の冷媒通路であるラジエータ側冷媒通路と前記第１バイパス通路との各通路を通過する冷媒の流量を調整し、冷媒の温度が予め設定された第１設定温度以上の場合に前記ラジエータ側冷媒通路に冷媒を通過させるバルブと、
前記ラジエータに対し外気の通風方向に対向配置されて、冷媒の温度が前記第１設定温度より高い値として予め設定された第２設定温度以上の場合に作動するファンと、
前記第１バイパス通路より前記内燃機関側の冷媒通路である内燃機関側冷媒通路に配置されて冷媒を循環させる循環装置と、
を備えて構成される内燃機関の冷却システムにおいて、
前記ラジエータ側冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第２バイパス通路と、
前記第２バイパス通路に配置されて冷媒の熱量を蓄熱する蓄熱器と、
前記第２バイパス通路に開閉可能に配置されて、その開状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させ、その閉状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させない開閉装置と、
前記冷媒通路に配置されて冷媒の温度を取得する冷媒温度取得装置と、
前記蓄熱器の温度を取得する蓄熱器温度取得装置と、
前記内燃機関の負荷を取得し前記内燃機関の負荷の高低を判定する負荷取得判定装置と、
前記内燃機関の冷却システムを制御する制御装置とを備えて、
前記制御装置が、前記負荷取得判定装置により前記内燃機関が高負荷であると判定し、前記冷媒温度取得装置の取得値が前記第１設定温度以上で前記第２設定温度未満であり、さらに、前記蓄熱器温度取得装置の取得値が前記第１設定温度より低い値として予め設定された第３設定温度以下である場合に、前記開閉装置を開状態にする制御を行うように構成される内燃機関の冷却システム。
【請求項２】
前記制御装置が、
前記冷媒温度取得装置の取得値が前記第２設定温度以上である場合に、前記開閉装置を閉状態にする制御を行うように構成される請求項１に記載の内燃機関の冷却システム。
【請求項３】
前記ラジエータ側冷媒通路に、前記循環装置とは異なる装置で冷媒の循環を補助する補助装置を備えて、
前記制御装置が、
前記車両の走行時で、前記負荷取得判定装置により前記内燃機関が低負荷であると判定し、前記冷媒温度取得装置の取得値が前記第１設定温度未満である場合に、前記開閉装置を開状態に、かつ、前記補助装置を駆動して、前記蓄熱器温度取得装置の温度が前記第３設定温度以下になるまで、前記冷媒通路に関して前記内燃機関を通過せずに前記蓄熱器と前記ラジエータの間で冷媒が循環する閉流路を形成する制御を行うように構成される請求項１または２に記載の内燃機関の冷却システム。
【請求項４】
内燃機関を冷却する冷媒の循環用の通路である冷媒通路に配置され、外気と熱交換するラジエータと、前記冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第１バイパス通路と、前記第１バイパス通路より前記ラジエータ側の冷媒通路であるラジエータ側冷媒通路と前記第１バイパス通路との各通路を通過する冷媒の流量を調整するバルブと、前記ラジエータに対し外気の通風方向に対向配置されるファンと、前記第１バイパス通路より前記内燃機関側の冷媒通路である内燃機関側冷媒通路に配置されて冷媒を循環させる循環装置と、前記ラジエータ側冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第２バイパス通路と、前記第２バイパス通路に配置されて冷媒の熱量を蓄熱する蓄熱器と、前記第２バイパス通路に開閉可能に配置されて、その開状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させ、その閉状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させない開閉装置と、を備えて構成される内燃機関の冷却システムの制御方法において、
冷媒の温度が予め設定された第１設定温度以上で、前記内燃機関から前記バルブを経由して前記ラジエータ側冷媒通路に冷媒が通過しているか否かを判定する第１ステップと、
前記内燃機関の負荷の高低を判定する第２ステップと、
冷媒の温度が前記第１設定温度より高い値として予め設定された第２設定温度以上で、前記ファンが作動しているか否かを判定する第３ステップと、
前記蓄熱器の温度が前記第１設定温度より低い値として予め設定された第３設定温度以下であるか否かを判定する第４ステップと、
前記第１ステップで前記ラジエータ側冷媒通路に冷媒が通過していると判定し、前記第２ステップで前記内燃機関が高負荷であると判定し、前記第３ステップで前記ファンが作動していないと判定し、前記第４ステップで前記蓄熱器の温度が前記第３設定温度以下であると判定した場合に、前記開閉装置を開状態にする第５ステップと、を有することを特徴とする内燃機関の冷却システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の冷却システム及び内燃機関の冷却システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンが高負荷状態で、蓄熱タンクの内部の冷却水が冷水である場合に、ラジエータに通風するファンを停止して、蓄熱タンク内の冷水でエンジンを冷却する車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６―２０７４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の車両の制御装置では、エンジンを通過する冷却水（冷媒）の温度がファンの作動が必要な温度帯にあるときにファンを停止しているため、蓄熱タンク内の冷水は高温化しやすい。ファン停止中に蓄熱タンク内の冷水が高温化すると、ラジエータによりエンジン及び蓄熱タンクの両方を冷却する必要が生じるため、エンジンの冷却性能が低下する虞がある。
【０００５】
一方で、ファンの作動頻度が多いと燃費が悪化するため、ファンの作動頻度を抑制する必要がある。
【０００６】
本開示の目的は、エンジンの高負荷時に、エンジンの冷却性能を低下させることなく、ファンの作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる内燃機関の冷却システム及び内燃機関の冷却システムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の冷却システムは、内燃機関を冷却する冷媒の循環用の通路である冷媒通路に配置され、外気と熱交換するラジエータと、前記冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第１バイパス通路と、前記第１バイパス通路より前記ラジエータ側の冷媒通路であるラジエータ側冷媒通路と前記第１バイパス通路との各通路を通過する冷媒の流量を調整し、冷媒の温度が予め設定された第１設定温度以上の場合に前記ラジエータ側冷媒通路に冷媒を通過させるバルブと、前記ラジエータに対し外気の通風方向に対向配置されて、冷媒の温度が前記第１設定温度より高い値として予め設定された第２設定温度以上の場合に作動するファンと、前記第１バイパス通路より前記内燃機関側の冷媒通路である内燃機関側冷媒通路に配置されて冷媒を循環させる循環装置と、を備えて構成される内燃機関の冷却システムにおいて、前記ラジエータ側冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第２バイパス通路と、前記第２バイパス通路に配置されて冷媒の熱量を蓄熱する蓄熱器と、前記第２バイパス通路に開閉可能に配置されて、その開状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させ、その閉状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させない開閉装置と、前記冷媒通路に配置されて冷媒の温度を取得する冷媒温度取得装置と、前記蓄熱器の温度を取得する蓄熱器温度取得装置と、前記内燃機関の負荷を取得し前記内燃機関の負荷の高低を判定する負荷取得判定装置と、前記内燃機関の冷却システムを制御する制御装置とを備えて、前記制御装置が、前記負荷取得判定装置により前記内燃機関が高負荷であると判定し、前記冷媒温度取得装置の取得値が前記第１設定温度以上で前記第２設定温度未満であり、さらに、前記蓄熱器温度取得装置の取得値が前記第１設定温度より低い値として予め設定された第３設定温度以下である場合に、前記開閉装置を開状態にする制御を行うように構成される。
【０００８】
また、上記の目的を達成するための本発明の態様の内燃機関の冷却システムの制御方法は、内燃機関を冷却する冷媒の循環用の通路である冷媒通路に配置され、外気と熱交換するラジエータと、前記冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第１バイパス通路と、前記第１バイパス通路より前記ラジエータ側の冷媒通路であるラジエータ側冷媒通路と前記第１バイパス通路との各通路を通過する冷媒の流量を調整するバルブと、前記ラジエータに対し外気の通風方向に対向配置されるファンと、前記第１バイパス通路より前記内燃機関側の冷媒通路である内燃機関側冷媒通路に配置されて冷媒を循環させる循環装置と、前記ラジエータ側冷媒通路に関して前記ラジエータをバイパスする第２バイパス通路と、前記第２バイパス通路に配置されて冷媒の熱量を蓄熱する蓄熱器と、前記第２バイパス通路に開閉可能に配置されて、その開状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させ、その閉状態時に前記蓄熱器に冷媒を通過させない開閉装置と、を備えて構成される内燃機関の冷却システムの制御方法において、冷媒の温度が予め設定された第１設定温度以上で、前記内燃機関から前記バルブを経由して前記ラジエータ側冷媒通路に冷媒が通過しているか否かを判定する第１ステップと、前記内燃機関の負荷の高低を判定する第２ステップと、冷媒の温度が前記第１設定温度より高い値として予め設定された第２設定温度以上で、前記ファンが作動しているか否かを判定する第３ステップと、前記蓄熱器の温度が前記第１設定温度より低い値として予め設定された第３設定温度以下であるか否かを判定する第４ステップと、前記第１ステップで前記ラジエータ側冷媒通路に冷媒が通過していると判定し、前記第２ステップで前記内燃機関が高負荷であると判定し、前記第３ステップで前記ファンが作動していないと判定し、前記第４ステップで前記蓄熱器の温度が前記第３設定温度以下であると判定した場合に、前記開閉装置を開状態にする第５ステップと、を有することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、エンジンの高負荷時に、エンジンの冷却性能を低下させることなく、ファンの作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の内燃機関の冷却システムの流路Ａを例示する図である。
【図２】本実施形態の内燃機関の冷却システムの流路Ｂを例示する図である。
【図３】本実施形態の内燃機関の冷却システムの流路Ｃを例示する図である。
【図４】本実施形態の内燃機関の冷却システムの流路Ｄを例示する図である。
【図５】（ａ）は経過時間と冷却水温度の関係を、（ｂ）は経過時間とエンジン負荷の関係を、（ｃ）は経過時間と蓄熱器へのエンジン冷却水の通水量の関係を例示する図である。
【図６】本実施形態の内燃機関の冷却システムの制御方法に関し、その一部を制御フロー（ステップＳ１０〜ステップＳ８０）の形で例示する図である。
【図７】図６の制御方法に関し、残りの制御フロー（ステップＳ９０〜ステップＳ１５０）を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施形態の内燃機関の冷却システム及び内燃機関の冷却システムの制御方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に例示するように、本実施形態の内燃機関の冷却システム１には、エンジン（内燃機関）２を冷却するエンジン冷却水（冷媒）Ｗの循環用の通路である冷却水通路（冷媒通路）３にラジエータ４が配置される。この冷却システム１は、ラジエータ４でエンジン冷却水Ｗとエンジン２を備える車両の走行風（外気）Ａｒを熱交換して、エンジン冷却水Ｗを冷却するシステムである。
【００１３】
本実施形態の内燃機関の冷却システム１には、第１バイパス通路５と、２つのサーモスタット（バルブ）６ａ、６ｂと、ファン７と、主ポンプ（循環装置）８と、が備わる。第１バイパス通路５は、冷却水通路３に関してラジエータ４をバイパスする通路である。
【００１４】
サーモスタット６ａ、６ｂは、第１バイパス通路５よりラジエータ４側の冷却水通路であるラジエータ側冷却水通路（ラジエータ側冷媒通路）３ａと第１バイパス通路５の接続箇所に配置される装置である。サーモスタット６ａ、６ｂは、ラジエータ側冷却水通路３ａと第１バイパス通路５との各通路を通過するエンジン冷却水Ｗの流量を調整する。サーモスタット６ａ、６ｂを通過するエンジン冷却水Ｗの温度Ｔが実験等により予め設定された第１設定温度Ｔ１以上である場合にラジエータ側冷却水通路３ａにエンジン冷却水Ｗを通過させる。以後、本明細書では、サーモスタット６ａ、６ｂにより、エンジン冷却水Ｗがラジエータ側冷却水通路３ａを通過する場合のサーモスタット６ａ、６ｂの状態を「開状態」とし、エンジン冷却水Ｗがラジエータ側冷却水通路３ａを通過しない場合のサーモスタット６ａ、６ｂの状態を「閉状態」とする。
【００１５】
なお、サーモスタット６ａ、６ｂは一例であり、サーモスタット６ａ、６ｂの代わりに、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔに基づいて開閉するバルブ（温度検知機能と開閉機能を併せ持つバルブ）を上記の接続箇所に配置してもよい。あるいは、別途温度センサを冷却水通路３に配置して、この温度センサの取得値に基づいて開閉するバルブ（温度検知機能を有さないバルブ）を上記の接続箇所に配置してもよい。
【００１６】
ファン７は、ラジエータ４に対し車両の走行風Ａｒの通風方向に対向配置されて、ラジエータ４への車両の走行風Ａｒの導入を促進する装置である。ファン７は、エンジン冷却水Ｗの温度が第１設定温度Ｔ１より高い値として実験等により予め設定された第２設定温度Ｔ２以上の場合に作動する。
【００１７】
主ポンプ８は、第１バイパス通路５よりエンジン２側の冷却水通路であるエンジン側冷却水通路（内燃機関側冷媒通路）３ｂに配置されて、エンジン冷却水Ｗを循環させる装置である。
【００１８】
本実施形態の内燃機関の冷却システム１には、第２バイパス通路９と、蓄熱器１０と、２つの開閉弁１１ａ、１１ｂ（開閉装置１１）と、補助ポンプ（補助装置）１２と、が備わる。第２バイパス通路９は、ラジエータ側冷却水通路３ａに関してラジエータ４をバイパスする通路である。
【００１９】
蓄熱器１０は、第２バイパス通路９に配置されてエンジン冷却水Ｗの熱量を蓄熱する装置である。蓄熱器１０を構成する筐体の内部には蓄熱用の冷媒（蓄熱冷媒）が備わり、この蓄熱冷媒が蓄熱器１０の内部を通過する冷却水通路３内のエンジン冷却水Ｗと熱交換することで、蓄熱器１０はエンジン冷却水Ｗの熱量を蓄熱する。蓄熱冷媒としては、パラフィンが例示される。蓄熱器１０はエンジン冷却水Ｗの熱量に耐え得るだけの耐熱性と保温性能を有していればよく、その構成は限定されない。
【００２０】
２つの開閉弁１１ａ、１１ｂは、第２バイパス通路９に開閉可能に配置される装置である。２つの開閉弁１１ａ、１１ｂが共に開状態であるときに、エンジン冷却水Ｗは蓄熱器１０を通過する。一方、２つの開閉弁１１ａ、１１ｂが共に閉状態であるときに、エンジン冷却水Ｗは蓄熱器１０を通過しない。
【００２１】
補助ポンプ１２は、主ポンプ８とは異なる装置で、ラジエータ側冷却水通路３ａ（本実施形態では第２バイパス通路９）に配置されて、エンジン冷却水Ｗの循環を補助する装置である。
【００２２】
本実施形態の内燃機関の冷却システム１には、冷却水温度センサ（冷媒温度取得装置）１３と、蓄熱器温度センサ（蓄熱器温度取得装置）１４と、負荷取得判定装置１５と、を備える。
【００２３】
冷却水温度センサ１３は、冷却水通路３に配置されてエンジン冷却水Ｗの温度Ｔを取得する装置である。蓄熱器温度センサ１４は、蓄熱器１０に配置されて蓄熱器１０の温度Ｔａを取得する装置である。
【００２４】
負荷取得判定装置１５は、エンジン２の負荷を取得しエンジン２の負荷の高低を判定する装置である。負荷取得判定装置１５は、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。負荷取得判定装置１５には、エンジン回転数及びエンジン２の気筒内への燃料噴射量を２軸としてエンジン負荷領域（高負荷領域、低負荷領域）が設定された制御マップが予め記憶されている。負荷取得判定装置１５は、実際のエンジン回転数及び燃料噴射量がこの制御マップ上の何れの領域にプロットされるかを判定することでエンジン２の負荷（高負荷領域にプロットされれば高負荷、低負荷領域にプロットされれば低負荷）を取得する。エンジン回転数及び燃料噴射量は、それぞれ、エンジン２に備わるエンジン回転数センサ、燃料噴射量センサで取得される。
【００２５】
本実施形態の内燃機関の冷却システム１には、この冷却システム１を制御する制御装置１６が備わる。制御装置１６は、負荷取得判定装置１５と同様に、各種情報処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置１６は、各種装置７、８、１１ａ、１１ｂ、１２〜１５と電気的に接続される。なお、本実施形態では、制御装置１６は負荷取得判定装置１５とは別体に構成しているが、制御装置１６の内部に負荷取得判定装置１５を組み込んでもよい。
【００２６】
本実施形態の内燃機関の冷却システム１では、制御装置１６が、冷却水温度センサ１３の取得値Ｔと蓄熱器温度センサ１４の取得値Ｔａと負荷取得判定装置１５の取得値とに応じて、ファン７の駆動制御と、開閉弁１１ａ、１１ｂの開閉制御と、補助ポンプ１２の駆動制御を行う。以下、その詳細について説明する。
【００２７】
冷却水温度センサ１３の取得値Ｔが第１設定温度Ｔ１未満であるとき（図５の期間Ａ）には、サーモスタット６ａ、６ｂは第１バイパス通路５にのみエンジン冷却水Ｗを通過させる。このとき、制御装置１６は、ファン７を停止し、主ポンプ８を駆動し、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に閉状態にし、補助ポンプ１２を停止する。図１に例示するように、エンジン冷却水Ｗは、エンジン側冷却水通路３ｂ（図１の太線部の流路Ａ）のみを循環し、ラジエータ４及び蓄熱器１０を通過しない。
【００２８】
冷却水温度センサ１３の取得値Ｔが第１設定温度Ｔ１以上であるときには、サーモスタット６ａ、６ｂはラジエータ側冷却水通路３ａにエンジン冷却水Ｗを通過させる。このとき、サーモスタット６ａ、６ｂは第１バイパス通路５にエンジン冷却水Ｗを通過させてもよい。制御装置１６は、さらに、負荷取得判定装置１５によりエンジン２が高負荷であると判定し、冷却水温度センサ１３の取得値Ｔが第２設定温度Ｔ２未満であり、さらに、蓄熱器温度センサ１４の取得値Ｔａが予め設定された第３設定温度Ｔ３以下である場合（図５の期間Ｂ）に、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にする制御を行う。第３設定温度Ｔ３は、第１設定温度Ｔ１より低い値として実験等により設定される。また、制御装置１６は、ファン７を停止し、主ポンプ８を駆動し、補助ポンプ１２を停止する。図２に例示するように、エンジン冷却水Ｗは、ラジエータ側冷却水通路３ａ及びエンジン側冷却水通路３ｂの両方を循環し（図２の太線部の流路Ｂ）、エンジン２、ラジエータ４及び蓄熱器１０を通過する。
【００２９】
エンジン２が高負荷のときは、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔは徐々に高温化する。エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２以上になるとファン７が作動するので、ファン７が作動する手前の温度帯（Ｔ１≦Ｔ＜Ｔ２）で蓄熱器１０にエンジン冷却水Ｗを通過させる。ただし、蓄熱器１０へのエンジン冷却水Ｗの通過は、蓄熱器１０に冷水（Ｔａ≦Ｔ３）が貯留されているときに行う。このようにすることで、エンジン冷却水Ｗをラジエータ４と蓄熱器１０の両方で冷却するので、ファン７が作動するまでの時間を遅延させることができる（図５の時間ｔ１分だけ遅延させることができる）。したがって、ファン７の作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる。
【００３０】
また、ファン７が作動する手前の温度帯で蓄熱器１０を用いてエンジン２を冷却することで、蓄熱器１０の温度Ｔａは比較的高温になりにくい。したがって、エンジン２はラジエータ４及び蓄熱器１０により冷却されるので、エンジン２の冷却性能の低下を抑制することができる。
【００３１】
制御装置１６は、冷却水温度センサ１３の取得値Ｔが第２設定温度Ｔ２以上であるとき（図５の期間Ｃ）には、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に閉状態にする制御を行う。また、制御装置１６は、ファン７を作動し、主ポンプ８を駆動し、補助ポンプ１２を停止する。図３に例示するように、エンジン冷却水Ｗは、ラジエータ側冷却水通路３ａ及びエンジン冷却水通路３ｂの両方を循環し（図３の流路Ｃ）、エンジン２及びラジエータ４を通過する。ただし、エンジン冷却水Ｗは、第２バイパス通路９を通過せず蓄熱器１０を通過しない。
【００３２】
エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２以上であるときは、ファン７が作動する。このときは、エンジン冷却水Ｗを蓄熱器１０に通過させないようにすることで、エンジン冷却水Ｗはエンジン２のみを集中的に冷却することができる。したがって、エンジン２の冷却性能の低下を抑制することができる。また、エンジン冷却水Ｗを蓄熱器１０に通過させる場合と比較してエンジン冷却水Ｗの低温化を促進することができるので、ファン７の作動時間を短縮することができる（図５の時間ｔ２分だけファン７の作動時間を短縮することができる）。したがって、ファン７の作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる。
【００３３】
制御装置１６は、負荷取得判定装置１５によりエンジン２が低負荷であると判定し、冷却水温度センサ１３の取得値Ｔが第１設定温度Ｔ１以上で第２設定温度Ｔ２未満である場合（図５の期間Ｄ）には、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にする制御を行う。また、制御装置１６は、ファン７を停止し、主ポンプ８を駆動し、補助ポンプ１２を停止する。エンジン冷却水Ｗは図２の流路Ｂと同様に循環する。
【００３４】
制御装置１６は、車両の走行時で、負荷取得判定装置１５によりエンジン２が低負荷であると判定し、冷却水温度センサ１３の取得値Ｔが第１設定温度Ｔ１未満である場合（図５の期間Ｅ）に、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にし、補助ポンプ１２を駆動する制御を行う。制御装置１６は、この制御を、蓄熱器温度センサ１４の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３以下になるまで行う。このとき、制御装置１６は、ファン７を停止し、主ポンプ８を駆動する。図４に例示するように、冷却水通路３に関してエンジン２を通過せずに蓄熱器１０とラジエータ４の間で補助ポンプ１２によりエンジン冷却水Ｗが循環する閉流路Ｄが形成される。また、冷却水通路３に関して主ポンプ８により図１に例示する閉じた流路Ａが形成される。
【００３５】
閉流路Ｄを形成することで、蓄熱器１０の温度Ｔａはラジエータ４により大気温度程度まで冷却されることが可能となる。これにより、次回のエンジン２の高負荷時で、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１以上で第２設定温度Ｔ２未満であるとき（図５の期間Ｂ）に、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にして蓄熱器１０にエンジン冷却水Ｗを通過させることができる。
【００３６】
なお、閉流路Ｄは冷却水通路３全体と比較して小さな流路であるため、補助ポンプ１２の駆動力を主ポンプ８の駆動力より小さく設定して、蓄熱器１０へのエンジン冷却水Ｗの通過量（通水量）Ｖを小さくする（図５の通水量Ｖ１とＶ２の差分だけ小さくする）。これにより、補助ポンプ１２駆動分の燃費の悪化を抑制することができる。
【００３７】
本実施形態の内燃機関の冷却システム１を基にした制御フローについて、言い換えれば、内燃機関の冷却システムの制御方法について図６、図７を参照しながら説明する。図６、図７の制御フローは車両の走行時に周期的に行われる制御フローである。
【００３８】
図６に示す制御フローがスタートすると、ステップＳ１０にて、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１未満であるか否かの判定を行う。このステップＳ１０が、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１以上で、エンジン２からサーモスタット６を経由してラジエータ側冷媒通路３ａにエンジン冷却水Ｗが通過しているか否かを判定する第１ステップに相当する。エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１未満である場合（ＹＥＳ）はステップＳ２０に進み、第１設定温度Ｔ１以上である場合（ＮＯ）はステップＳ３０に進む。
【００３９】
ステップＳ２０にて、ファン７を非作動にする。このとき、サーモスタット６は閉状態であるので、エンジン冷却水Ｗはエンジン２を通過するが、ラジエータ４及び蓄熱器１０は通過しない。ステップＳ２０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００４０】
ステップＳ３０にて、エンジン２の負荷が高負荷または低負荷のいずれであるかの判定を行う。このステップＳ３０が、エンジン２の負荷の高低を判定する第２ステップに相当する。エンジン２の負荷が高負荷である場合（ＹＥＳ）はステップＳ４０に進み、低負荷である場合（ＮＯ）は図７のステップＳ９０に進む。
【００４１】
ステップＳ４０にて、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２未満であるか否かの判定を行う。このステップＳ４０が、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２以上で、ファン７が作動しているか否かを判定する第３ステップに相当する。エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２未満である場合（ＹＥＳ）はステップＳ５０に進み、第２設定温度Ｔ２以上である場合（ＮＯ）はステップＳ８０に進む。
【００４２】
ステップＳ５０にて、蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３以下であるか否かの判定を行う。このステップＳ５０が、蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３以下であるか否かを判定する第４ステップに相当する。蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３以下である場合（ＹＥＳ）はステップＳ６０に進み、第３設定温度Ｔ３より大きい場合（ＮＯ）はステップＳ７０に進む。
【００４３】
ステップＳ６０にて、ファン７を作動させる必要がないのでファン７を非作動にする。また、エンジン２が高負荷のときに蓄熱器１０が冷水であるため、開閉弁１１ａ、１１ｂを開状態にして蓄熱器１０に通水する。このとき、サーモスタット６ａ、６ｂは開状態であるので、エンジン冷却水Ｗはエンジン２及びラジエータ４を通過している。このステップＳ６０が、第１ステップでラジエータ側冷媒通路３ａにエンジン冷却水Ｗが通過していると判定し、第２ステップでエンジン２が高負荷であると判定し、第３ステップでファン７が作動していないと判定し、第４ステップで蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３以下であると判定した場合に、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にする第５ステップに相当する。ステップＳ６０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００４４】
ステップＳ７０にて、ファン７を作動させる必要がないのでファン７を非作動にする。また、エンジン２が高負荷であるが蓄熱器１０が冷水ではないため、開閉弁１１ａ、１１ｂを閉状態にして蓄熱器１０にエンジン冷却水Ｗを通過させない。このとき、サーモスタット６ａ、６ｂは開状態であるので、エンジン冷却水Ｗはエンジン２及びラジエータ４を通過している。ステップＳ７０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００４５】
ステップＳ８０にて、ファン７を作動させる必要があるのでファン７を作動する。また、エンジン２の冷却を優先するため、開閉弁１１ａ、１１ｂを閉状態にして蓄熱器１０にエンジン冷却水Ｗを通過させない。このとき、サーモスタット６ａ、６ｂは開状態であるので、エンジン冷却水Ｗはエンジン２及びラジエータ４を通過している。ステップＳ８０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００４６】
図７に示す制御フローがスタートすると、ステップＳ９０にて、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２未満であるか否かの判定を行う。エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第２設定温度Ｔ２未満である場合（ＹＥＳ）はステップＳ１００に進み、第２設定温度Ｔ２以上である場合（ＮＯ）はステップＳ１５０に進む。
【００４７】
ステップＳ１００にて、エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１未満であるか否かの判定を行う。エンジン冷却水Ｗの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１未満である場合（ＹＥＳ）はステップＳ１１０に進み、第１設定温度Ｔ１以上である場合（ＮＯ）はステップＳ１４０に進む。
【００４８】
ステップＳ１１０にて、蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３より大きいか否かの判定を行う。蓄熱器１０の温度Ｔａが第３設定温度Ｔ３より大きい場合（ＹＥＳ）はステップＳ１２０に進み、第３設定温度Ｔ３以下である場合（ＮＯ）はステップＳ１３０に進む。
【００４９】
ステップＳ１２０にて、ファン７を作動させる必要がないのでファン７を非作動にする。また、サーモスタット６ａ、６ｂは閉状態であるので、主ポンプ８の駆動ではエンジン冷却水Ｗはエンジン２のみを通過し、ラジエータ側冷却水通路３ａを通過しない。このとき、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にして、補助ポンプ１２を駆動させることで、補助ポンプ１２の駆動によりエンジン冷却水Ｗをラジエータ４及び蓄熱器１０に通過させる。これにより、次回の図５の期間Ｂに備えて、蓄熱器１０は冷却される。ステップＳ１２０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００５０】
ステップＳ１３０にて、ファン７を作動させる必要がないのでファン７を非作動にする。また、サーモスタット６ａ、６ｂは閉状態であるので、主ポンプ８の駆動ではエンジン冷却水Ｗはエンジン２のみを通過し、ラジエータ側冷却水通路３ａを通過しない。このとき、蓄熱器１０を冷却する必要がないので、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に閉状態にして、補助ポンプ１２を停止することで、エンジン冷却水Ｗはラジエータ４及び蓄熱器１０を通過しない。ステップＳ１３０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００５１】
ステップＳ１４０にて、ファン７を作動させる必要がないのでファン７を非作動にする。このとき、サーモスタット６ａ、６ｂは開状態であるので、主ポンプ８の駆動によりエンジン冷却水Ｗはエンジン２、ラジエータ４及び蓄熱器１０を通過する。ステップＳ１４０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００５２】
ステップＳ１５０にて、ファン７を作動させる必要があるのでファン７を作動する。また、エンジン２の冷却を優先するため、開閉弁１１ａ、１１ｂを閉状態にして蓄熱器１０にエンジン冷却水Ｗを通過させない。このとき、サーモスタット６ａ、６ｂは開状態であるので、エンジン冷却水Ｗはエンジン２及びラジエータ４を通過している。ステップＳ１５０を実施後、リターンに進んで本制御フローを終了する。
【００５３】
以上より、本実施形態の内燃機関の冷却システム１及びその制御方法によれば、エンジン２の高負荷時に、エンジン２の冷却性能を低下させることなく、ファン７の作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる。
【００５４】
なお、蓄熱器１０に蓄熱冷媒として固体と液体の間で相変化する冷媒を用いた場合、図５の期間Ｂで開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にして蓄熱器１０にエンジン冷却水Ｗを通過させるときに、蓄熱冷媒が固体から液体に相変化するように第３設定温度Ｔ３を設定しておくことが好ましい。このようにすることで、蓄熱冷媒の相変化時の潜熱に相当する分だけエンジン冷却水Ｗの温度Ｔの上昇を抑制することができるので、ファン７の作動頻度を抑制して燃費を向上させることができる。
【００５５】
また、車両の停車直前でサーモスタット６ａ、６ｂが開状態のときに、制御装置１６が、開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にして蓄熱器１０にサーモスタット６ａ、６ｂを介してエンジン側冷却水通路３ｂを経由してきたエンジン冷却水Ｗを通過させて蓄熱器１０の温度Ｔａを第１設定温度Ｔ１以上にすることが好ましい。車両の停車直前とは、例えば、車両の速度が実験等により予め設定された設定速度閾値以下で、かつ、車両の減速度が実験等により予め設定された設定減速度閾値以下のときである。
【００５６】
このようにすることで、次回の車両の始動時に開閉弁１１ａ、１１ｂを共に開状態にすることで、蓄熱器１０の熱量によりエンジン２の暖機を促進することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  内燃機関の冷却システム
２  エンジン（内燃機関）
３  冷却水通路（冷媒通路）
３ａ  ラジエータ側冷却水通路（ラジエータ側冷媒通路）
３ｂ  エンジン側冷却水通路（内燃機関側冷媒通路）
４  ラジエータ
５  第１バイパス通路
６、６ａ、６ｂ  サーモスタット（バルブ）
７  ファン
８  主ポンプ（循環装置）
９  第２バイパス通路
１０  蓄熱器
１１、１１ａ、１１ｂ  開閉弁（開閉装置）
１２  補助ポンプ（補助装置）
１３  冷却水温度センサ（冷媒温度取得装置）
１４  蓄熱器温度センサ（蓄熱器温度取得装置）
１５  負荷取得判定装置
１６  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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