(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンの冷却装置において、エンジン温間時には、排気ガスの過剰な昇温を抑えて触媒の劣化を抑えつつも、エンジン冷間時には、排気ガスの昇温を促進することで、触媒の早期活性化を図り、排気ガスの浄化性能を高めることができるエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。【解決手段】切替バルブ１５を開閉作動させることで、主冷却回路３０と副冷却回路４０の連通状態を変化させて、主冷却回路３０と副冷却回路４０の間の熱伝達率を変化させるようにしている。【選択図】図２
2010031668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体と熱交換を行なうエンジン熱交換部と、排気通路と熱交換を行なう排気通路熱交換部とを備えたエンジンの冷却装置であって、
前記排気通路側の温度に関する値が所定値以上の場合には、前記エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との熱伝達率を大きくして、前記排気通路側の温度に関する値が所定値より下の場合には、前記エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との熱伝達率を小さくした
エンジンの冷却装置。
【請求項２】
前記エンジン熱交換部はエンジン本体を冷却水によって冷却する主冷却回路であり、
前記排気通路熱交換部は該主冷却回路から分岐した冷却水によって排気通路を冷却する副冷却回路であり、
前記主冷却回路と副冷却回路との間には、副冷却回路への冷却水の流動を許容・遮断する副冷却回路遮断手段を設け、
該副冷却回路遮断手段は、副冷却回路の冷却水温度に関する値が所定値以上の場合には副冷却回路への冷却水の流動を許容して、副冷却回路の冷却水温度に関する値が所定値より下の場合には副冷却回路への冷却水の流動を遮断する
請求項１記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
前記副冷却回路は、主冷却回路よりも熱容量を小さく設定しており、
該副冷却回路に、オイルと熱交換を行なうオイル熱交換手段を設けた
請求項２記載のエンジンの冷却装置。
【請求項４】
前記副冷却回路には、冷却水に流動を生じさせるウォーターポンプを備えており、
該ウォーターポンプを触媒温度が所定値以上の場合に作動させて、所定値より下の場合に停止させる
請求項２又は３記載のエンジン冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの冷却装置に関し、特に、排気通路に触媒を備えるエンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気ガスのエミッション規制に対応するため、エンジンの排気通路に、触媒コンバータを設置して、排気ガスを浄化するようにしている。  
もっとも、エンジン高回転高負荷の際には、排気ガスの温度が１０００℃以上なり、触媒コンバータに流入する排気ガスが高温化してしまい、触媒の耐熱性がもたずに、触媒が劣化するという問題があった。
【０００３】
そこで、従来においては、エンジン高回転高負荷の際に、燃料を余分に噴射して、排気ガス中に未燃ガスを混入させることで、排気ガス温度の過剰な昇温を防ぐことが行われていた。
【０００４】
しかし、燃料を余分に噴射すると、燃費の悪化を招来することになるため、近年では、下記特許文献１にも記載されているように、排気マニホールド周りにウォータージャケットを設けて、冷却水を排気マニホールドにも流すことで、排気ガスを冷却するエンジンの冷却装置が提案されている。
【０００５】
このように、排気マニホールドにも冷却水を流すことで、排気ガスの温度の昇温を防ぐことができ、燃費の悪化も防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００５−１８８３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、排気ガスの浄化を行なう触媒は、活性化温度まで昇温しなければ、排気ガスを適切に浄化することができない。そこで、エンジン冷間時においては、早期に触媒を活性化温度まで昇温させて、排気ガスを浄化させる必要がある。
【０００７】
この点、特許文献１のエンジンの冷却装置においては、排気マニホールドの周りに常に冷却水を流しているため、排気ガスの温度がなかなか上昇せず、触媒を活性化温度まで昇温させることが困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、エンジンの冷却装置において、エンジン温間時には、排気ガスの過剰な昇温を抑えて触媒の劣化を抑えつつも、エンジン冷間時には、排気ガスの昇温を促進することで、触媒の早期活性化を図り、排気ガスの浄化性能を高めることができるエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のエンジンの冷却装置は、エンジン本体と熱交換を行なうエンジン熱交換部と、排気通路と熱交換を行なう排気通路熱交換部とを備えたエンジンの冷却装置であって、前記排気通路側の温度に関する値が所定値以上の場合には、前記エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との熱伝達率を大きくして、前記排気通路側の温度に関する値が所定値より下の場合には、前記エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との熱伝達率を小さくしたものである。
【００１０】
上記構成によれば、排気通路側の温度に関する値が所定値以上の時に、エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との熱伝達率が大きく、排気通路側の温度に関する値が所定値より下の時に、エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との熱伝達率が小さいため、排気通路側の温度が高い場合には、排気通路熱交換部での熱交換が促進されて、排気通路側の温度が低い場合には、排気通路熱交換部での熱交換が促進されないことになる。  
このため、排気通路側の温度が高いエンジン温間時には、排気ガスの過剰な昇温を防ぐことができつつも、排気通路側の温度が低いエンジン冷間時には、排気ガスの昇温を図ることができる。  
なお、ここで「排気通路側の温度」とは、排気通路を冷却する冷却水の温度や、排気通路を構成する排気管の温度、さらには、触媒コンバータの温度等を含む概念である。
【００１１】
また、「熱伝達率」を変化させる方法としては、エンジン熱交換部と排気通路熱交換部との間の連通状態を変化させる方法や、流動する冷媒の量や速度を変化させる方法等が考えられる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、前記エンジン熱交換部はエンジン本体を冷却水によって冷却する主冷却回路であり、前記排気通路熱交換部は該主冷却回路から分岐した冷却水によって排気通路を冷却する副冷却回路であり、前記主冷却回路と副冷却回路との間には、副冷却回路への冷却水の流動を許容・遮断する副冷却回路遮断手段を設け、該副冷却回路遮断手段は、副冷却回路の冷却水温度に関する値が所定値以上の場合には副冷却回路への冷却水の流動を許容して、副冷却回路の冷却水温度に関する値が所定値より下の場合には副冷却回路への冷却水の流動を遮断するものである。  
上記構成によれば、排気通路を冷却する副冷却回路と、エンジン本体を冷却する主冷却回路とを分けて、副冷却回路の冷却水温に関する値が低い冷間時には、副冷却回路を独立させて熱容量の小さな冷却回路とすることで、冷却水温をできるだけ昇温しやすくして、副冷却回路の冷却水温に関する値が高い温間時には、副冷却回路を主冷却回路と連通させて熱容量の大きな冷却回路とすることで、冷却水温の過剰な昇温を防ぐことになる。  
よって、エンジン冷間時には、排気ガスの昇温を迅速に行わせることができ、触媒の早期活性化を可能として、エンジン温間時には、排気ガスの過剰な温度上昇を防いで、触媒の劣化を防ぐことができる。また、副冷却回路と主冷却回路を連通させることで、エンジン側の主冷却回路の水温をできるだけ早期に昇温することができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、前記副冷却回路は、主冷却回路よりも熱容量を小さく設定しており、該副冷却回路に、オイルと熱交換を行なうオイル熱交換手段を設けたものである。  
上記構成によれば、熱容量の小さい副冷却回路に、オイルと熱交換を行なうオイル熱交換手段を備えたことで、主冷却回路よりも早期に加熱される副冷却回路によって、オイルの早期昇温を図ることができる。  
よって、オイルの粘性を早期に低下させることができ、エンジンの燃費の向上、及び／又は、自動変速機の制御応答性を高めることができる。
【００１４】
この発明の一実施態様においては、前記副冷却回路には、冷却水に流動を生じさせるウォーターポンプを備えており、該ウォーターポンプを触媒温度が所定値以上の場合に作動させて、所定値より下の場合に停止させるものである。  
上記構成によれば、ウォーターポンプを触媒温度が所定値以上の際に作動させ、触媒温度が所定値より下の際に停止させるため、触媒が低温で不活性時においては、熱交換量を少なくして、排気ガスの温度をできるだけ高く維持することで触媒の活性化を促し、触媒が高温で活性化した後においては、熱交換量を増やして排気ガスの温度上昇を防ぐことで、触媒の過剰な昇温を防ぐことができる。  
よって、より効果的に、触媒の活性化促進と劣化防止を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、排気通路側の温度が高いエンジン温間時には、排気ガスの過剰な昇温を防ぐことができつつも、排気通路側の温度が低いエンジン冷間時には、排気ガスの昇温を図ることができる。  
よって、エンジンの冷却装置において、エンジン温間時には、排気ガスの過剰な昇温を抑えて触媒の劣化を抑えつつも、エンジン冷間時には、排気ガスの昇温を促進することで、触媒の早期活性化を図り、排気ガスの浄化性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳述する。  
図１は本発明を採用した実施形態のエンジンの冷却装置の制御ブロックも兼ねた全体模式図、図２はエンジンの冷却装置の冷却回路の模式図である。  
図１に示すように、この実施形態で用いるエンジンは、いわゆるロータリーエンジンであり、略三角形状のロータ１と、その周囲に設置するロータハウジング２と、ロータ１から回転力を受けて外部に出力するエキセントリックシャフト３とを備えており、ロータ１の三辺とロータハウジング２の内周面とで三つの作動室（燃焼室）４…を構成するようにしている。なお、このロータハウジング２等でエンジン本体Ｅを構成している。
【００１７】
このロータハウジング２の側壁には、吸気マニホールド５と排気マニホールド６がそれぞれ連結固定されており、エンジンの吸排気系を構成している。このうち排気マニホールド６の下流側には、排気ガスを浄化する触媒コンバータ７を設置している。
【００１８】
また、エンジン本体Ｅから離間した位置には、傾斜して設置したラジエータ装置８を配置している。そして、このラジエータ装置８とエンジン本体Ｅとは、ラジエータ供給ホース９とラジエータ排出ホース１０の二本の冷却ホースによって連結されており、エンジン本体Ｅ内の冷却水を、ラジエータ装置８に導くようにしている。
【００１９】
また、エンジン本体Ｅのロータハウジング２の内部には、複数のウォータージャケット１１…を形成している。このウォータージャケット１１…に冷却水を導入することで、エンジン本体Ｅの冷却性を高めている。このウォータージャケット１１内部を流れる冷却水は、エンジン本体Ｅに設置したメインウォーターポンプ１２によって、所定の方向に流動するように設定されている。
【００２０】
さらに、排気マニホールド６の周囲には、排気冷却ユニット１３を設けている。この排気冷却ユニット１３の内部には、冷却水が流動する冷却通路１４を形成しており、この冷却通路１４に冷却水を流すことで、排気マニホールド６の過剰な昇温を防ぐようにしている。
【００２１】
また、この排気冷却ユニット１３には、エンジン本体Ｅのウォータージャケット１１と冷却通路１４の連通状態を「閉鎖」と「開放」に切替える切替バルブ１５を設けている。この切替バルブ１５は、後述する制御システムによって、制御されるように構成している。
【００２２】
さらに、この排気冷却ユニット１３には、冷却通路１４内部の冷却水を流動させるサブウォーターポンプ１６を設けている。このサブウォーターポンプ１６を設けることで、排気冷却ユニット１３の冷却通路１４内だけで、冷却水の流動を生じさせることができる。
【００２３】
なお、この冷却通路１４は、図１には図示しないオイルウォーマー２３（図２参照）に連結されており、オイルウォーマー２３の熱源にもなるように設定している。
【００２４】
このように構成されるエンジンの冷却装置は、制御ユニットであるＥＣＵ（電子制御中央処理装置）１７によって制御される。  
このＥＣＵ１７には、入力手段として、イグニッションキーシリンダーのＯＮ・ＯＦＦ信号を出力するＩＧスイッチ１８と、エンジン本体Ｅのウォータージャケット１１内の冷却水温を検出する第一水温センサ１９と、排気冷却ユニット１３の冷却通路１４内の冷却水温を検出する第二水温センサ２０と、触媒コンバータ７の温度を検出する触媒温度センサ２１と、を連結している。
【００２５】
また、このＥＣＵ１７には、出力手段として、サーモスタットの開閉を行なうサーモスタットバルブ２２と、前述の切替バルブ１５と、前述のメインウォーターポンプ１２と、前述のサブウォーターポンプ１６と、を連結している。
【００２６】
こうして、複数の入力手段と出力手段をＥＣＵ１７に連結することで、エンジンの冷却装置の制御ブロックを構成している。なお、この制御ブロックによる制御方法については、後述する。
【００２７】
次に、図２より、この実施形態の冷却回路について説明する。  
エンジン本体Ｅには、閉ループ状に構成される主冷却回路３０（前述のウォータージャケット１１）を設けている。この主冷却回路３０の途中（図面では上部）には、メインウォーターポンプ１２を設けており、このメインウォーターポンプ１２を作動させることによって、主冷却回路３０内で冷却水ｗの流動が生じるようにしている。
【００２８】
主冷却回路３０の側方には、ラジエータ装置８を経由するラジエータ回路３１を設けており、主冷却回路３０の上流側３０ａと下流側３０ｂにそれぞれ連通するように設置している。このラジエータ回路３１に冷却水ｗを通過させることで、加熱された冷却水ｗを冷却して、再度、エンジン本体Ｅを冷却する冷媒として主冷却回路３０に戻すようにしている。
【００２９】
また、ラジエータ回路３１の流入口３１ａ近傍には、前述のサーモスタットバルブ２２を設けている。このサーモスタットバルブ２２の開閉動作によって、ラジエータ回路３１への冷却水ｗの導入・非導入を切替えるようにしている。
【００３０】
一方、主冷却回路３０の下方には、排気マニホールド６とオイルウォーマー２３を経由する副冷却回路４０（前述の冷却通路１４）を設けている。この副冷却回路４０には、独自で閉鎖ループを構成できるようにバイパス通路４１を設けている。また、主冷却回路３０に連通する連通路４２，４３も設けている。
【００３１】
また、バイパス通路４１の途中には、サブウォーターポンプ１６を設けており、このサブウォーターポンプ１６を作動することで、閉鎖した副冷却回路４０内で冷却水ｗの流動が生じるようにしている。
【００３２】
さらに、バイパス通路４１の上流口４１ａ近傍には、前述の切替バルブ１５を設けている。この切替バルブ１５の開閉動作によって、副冷却回路４０の閉ループの達成と、副冷却回路４０への冷却水ｗの導入と、を切替えるようにしている。
【００３３】
すなわち、切替バルブ１５の実線で示した位置が、副冷却回路４０の閉ループ達成状態を示した位置で、この状態に切替バルブ１５を位置させることで、主冷却回路３０と副冷却回路４０の連通状態を閉鎖することができる。
【００３４】
一方、切替バルブ１５の破線で示した位置が、副冷却回路４０への冷却水ｗの導入状態を示した位置で、この状態に切替バルブ１５を位置させることで、主冷却回路３０と副冷却回路４０の連通状態を開放することができる。
【００３５】
このように、切替バルブ１５を開閉作動させることで、主冷却回路３０と副冷却回路４０の連通状態を変化させて、主冷却回路３０と副冷却回路４０の間の熱伝達率を変化させるようにしている。
【００３６】
また、副冷却回路４０には、上流側に排気マニホールド６を設置して、その下流側にオイルウォーマー２３を設置している。このような順番で、それぞれを設置することで、排気マニホールド６から出た排気熱を、オイルウォーマー２３で有効に利用することができる。
【００３７】
このオイルウォーマー２３には、エンジン本体Ｅ内を流れるエンジンオイルｏが流れ込むように設定している。オイルウォーマー２３に、エンジンオイルｏを流し込むことで、エンジンオイルｏを温めることが可能となり、早期にエンジンオイルｏの粘性を低下させることができる。このため、エンジン本体Ｅの摺動抵抗が早期に低減されて燃費を向上することができる。
【００３８】
また、このオイルウォーマー２３には、自動変速機（図示せず）のオイルであるＡＴＦ（オートマチック・トランスミッション・フールド）を流れ込むように設定してもよい。ＡＴＦをオイルウォーマー２３に流し込んだ場合には、早期にＡＴＦの粘性が低下するため、自動変速機の制御性能を高めることができる。さらに、ＡＴＦもエンジンオイルｏも共に、オイルウォーマー２３に流れ込むように構成してもよい。
【００３９】
なお、排気マニホールド６の側方に示すのは、触媒コンバータ７である。また、主冷却回路３０と副冷却回路４０と触媒コンバータ７には、前述した第一水温センサ１９と、第二水温センサ２０と、触媒温度センサ２１を、それぞれ設置している。
【００４０】
次に、このように構成されたエンジンの冷却装置の制御方法について、図３に示す制御フローチャートによって説明する。
【００４１】
まず、Ｓ１で、各種センサ信号を入力する。ここで、ＩＧスイッチ１８がＯＦＦの場合には、全てがリセットされることになり、切替バルブ１５が閉鎖状態（図２で実線位置）に、サーモスタットバルブ２２が閉鎖状態（図２で実線位置）に設定されることになる。
【００４２】
次に、Ｓ２で、触媒温度センサ２１の情報をもとに、触媒温度が４００℃以上かを判断する。すなわち、触媒が活性化温度まで達したか否かを判断するのである。  
Ｓ２で４００℃以上でないと判断した場合（ＮＯ判定）には、Ｓ３に移行する。Ｓ３では、サブウォーターポンプ１６を停止する。こうしてサブウォーターポンプ１６を停止して、副冷却回路４０内での冷却水ｗの流動を停止する。
【００４３】
そして、Ｓ４に移行して、排気マニホールド６の暖機を行なう。すなわち、副冷却回路４０内で冷却水ｗの流動を停止しているため、排気マニホールド６と冷却水ｗの間で熱交換が行なわれず、排気マニホールド６に排気熱がこもることになり、排気マニホールド６を暖機するのである。
【００４４】
一方、Ｓ２で、触媒温度が４００℃以上であると判断した場合（ＹＥＳ判定）には、Ｓ５に移行する。Ｓ５ではサブウォーターポンプ１６を作動する。こうして、サブウォーターポンプ１６を作動することで、副冷却回路４０内で冷却水ｗが流動し始める。
【００４５】
そして、Ｓ６に移行して、オイルウォーマー２３の暖機を行なう。ここでは、既に触媒が４００℃以上の活性化温度に達しており、触媒コンバータ７に高温の排気ガスを送る必要がないため、排気マニホールド６と熱交換した高温の冷却水ｗを、オイルウォーマー２３に流してエンジンオイルｏを温めるのである。
【００４６】
その後、Ｓ７では、副冷却回路４０内の水温が８０℃以上かを判断する。すなわち、副冷却回路４０の水温が比較的高温になったか否かを判断するのである。  
Ｓ７で、８０℃以上でないと判断した場合（ＮＯ判定）には、Ｓ８に移行する。Ｓ８では、さらに、過去に一度でも８０℃を越えたことがあるかを判断する。すなわち、今回の制御フローの以前に８０℃を越えたことがあるか否かを判断するのである。
【００４７】
Ｓ８で、一度も８０℃を越えたことがないと判断した場合（ＮＯ判定）には、Ｓ９に移行する。このＳ９では切替バルブ１５を閉鎖する。こうして切替バルブ１５を閉鎖することで、副冷却回路４０の冷却水ｗが主冷却回路３０に流れ出るのを防いでいる。
【００４８】
そして、Ｓ１０に移行して、主冷却回路３０と副冷却回路４０を分離する。このように主冷却回路３０と副冷却回路４０を分離することで、副冷却回路４０内だけで冷却水ｗが循環又停止するため、冷却水ｗの温度を早期に上昇させることができる。
【００４９】
一方、Ｓ７で、副冷却回路４０内の水温が８０℃以上であると判断した場合（ＹＥＳ判定）には、Ｓ１１に移行する。また、Ｓ８で、一度でも８０℃を越えたことがあると判断した場合（ＹＥＳ判定）にも、Ｓ１１に移行する。すなわち、過去に一度でも８０℃以上になった場合には、全てＳ１１に移行するのである。これは、主冷却回路３０と連通した場合に再度水温が８０℃以下に低下して、制御を繰り返す（所謂ハンチング現象）おそれがあるために、こうしたステップにしているのである。
【００５０】
Ｓ１１では、切替バルブ１５を開放する。こうして切替バルブ１５を開放することで、副冷却回路４０の冷却水ｗが主冷却回路３０に流れ出て、主冷却回路３０の冷却水ｗが副冷却回路４０に流れ込むようになる。
【００５１】
そして、Ｓ１２に移行して、主冷却回路３０と副冷却回路４０を連通する。このように、主冷却回路３０と副冷却回路４０を連通することで、主冷却回路３０と副冷却回路４０との間で冷却水ｗが循環することになるため、冷却水ｗの熱容量を多くすることができる。
【００５２】
その後、Ｓ１３に移行して、サブウォーターポンプ１６の作動を停止する。すなわち、主冷却回路３０と副冷却回路４０を連通した状態では、サブウォーターポンプ１６が作動しなくても、メインウォーターポンプ１２の作動により、副冷却回路４０に冷却水ｗの流れが生じるため、無駄な作動をやめているのである。
【００５３】
さらに、Ｓ１４では、主冷却回路３０の水温が８０℃以上かを判断する。すなわち、主冷却回路３０の水温についても、比較的高温になったか否かを判断するのである。  
Ｓ１４で、８０℃以上でないと判断した場合（ＮＯ判定）には、Ｓ１５に移行する。このＳ１５では、サーモスタットバルブ２２を閉鎖する。こうしてサーモスタットバルブ２２を閉鎖することで、主冷却回路３０の冷却水ｗがラジエータ回路３１に流れるのを抑えている。
【００５４】
そして、Ｓ１６に移行して、ラジエータ装置８の冷却なしとしている。これにより、冷却水ｗの急激な低温化を防いで、主冷却回路３０と副冷却回路４０を適正な温度状態にしている。
【００５５】
一方、Ｓ１４で、８０℃以上であると判断した場合（ＹＥＳ判定）には、Ｓ１７に移行する。このＳ１７では、サーモスタットバルブ２２を開放する。こうしてサーモスタットバルブ２２を開放することで、主冷却回路３０の冷却水がラジエータ回路３１に流れ込むようにしている。
【００５６】
そして、Ｓ１８に移行して、ラジエータ装置８の冷却ありとしている。これにより、冷却水ｗの過剰な昇温を防いで、主冷却回路３０と副冷却回路４０を適正な温度状態に維持している。
【００５７】
その後、リターンに移行して、ＩＧスイッチ１８がＯＦＦを検出するまで、常にこれまでの制御を繰り返すように設定している。
【００５８】
次に、この制御方法で制御された場合における冷却回路の冷却水の流れについて、図４、図５により説明する。図４の（ａ）がエンジン始動直後の冷却水の流れを示した模式図、（ｂ）がエンジン始動後の冷間時の冷却水の流れを示した模式図、図５の（ｃ）が通常時の冷却水の流れを示した模試図、（ｄ）が高負荷高回転時の冷却水の流れを示した模式図である。
【００５９】
まず、図４（ａ）に示すように、エンジン始動直後には、メインウォーターポンプ１２のみが作動して、サブウォーターポンプ１６が停止して、サーモスタットバルブ２２が閉鎖して、切替バルブ１５が閉鎖している（Ｓ２でＮＯ判定、Ｓ７でＮＯ判定、Ｓ１４でＮＯ判定となった場合）。
【００６０】
この時には、主冷却回路３０のみで、冷却水ｗのループ状の流動が生じて（矢印で示す）、副冷却回路４０やラジエータ回路３１では、冷却水ｗの流動が生じない。  
このため、排気マニホールド６の部分に冷却水ｗが滞留するため、排気ガスとの熱交換が行なわれず、温度の高い排気ガスがそのまま触媒コンバータ７に導入されることになる。  
よって、冷却回路である副冷却回路４０を設けていても、触媒コンバータ７の早期活性化を図ることができる。
【００６１】
また、図４（ｂ）に示すように、エンジン冷間時には、メインウォーターポンプ１２が作動して、サブウォーターポンプ１６も作動する。しかし、サーモスタットバルブ２２が閉鎖して、切替バルブ１５も閉鎖している（Ｓ２でＹＥＳ判定、Ｓ７でＮＯ判定、Ｓ１４でＮＯ判定となった場合）。
【００６２】
この時には、主冷却回路３０と副冷却回路４０とで別々に流動が生じて（矢印で示す）、副冷却回路４０で、冷却水ｗの流動が始まる。  
このため、排気マニホールド６の部分で加熱された冷却水ｗがオイルウォーマー２３側に流れて、オイルウォーマー２３でエンジンオイルｏを温めることになる。  
よって、触媒コンバータ７の活性化を図った後に、排気ガスが排出する熱でエンジンオイルｏを温めることができる。なお、このオイルウォーマー２３は、主冷却回路３０よりも短い熱容量の少ない副冷却回路４０に設置しているため、より早期にエンジンオイルｏを温めることができる。
【００６３】
さらに、図５（ｃ）に示すように、エンジン通常時には、メインウォーターポンプ１２が作動して、サブウォーターポンプ１６が停止して、切替バルブ１５が開放する。しかし、サーモスタットバルブ２２は閉鎖する（Ｓ２でＹＥＳ判定、Ｓ７でＹＥＳ判定、Ｓ１４でＮＯ判定となった場合）。
【００６４】
この時には、主冷却回路３０と副冷却回路４０とが一つの大きな冷却回路となって、冷却水ｗの流動が生じる。なお、このとき、バイパス通路４１には、冷却水ｗの流動は生じない。  
このため、排気マニホールド６の部分で加熱された冷却水ｗは、主冷却回路３０にも流れ出ることになり、冷却回路の熱容量が増加して、排気マニホールド６の冷却性能を高めることができる。  
よって、加熱する排気マニホールド６の冷却性能を高めることができ、触媒コンバータ７の熱害による劣化を防止することができる。
【００６５】
最後に、図５（ｄ）に示すように、高負荷高回転時には、メインウォーターポンプ１２が作動して、サブウォーターポンプ１６が停止して、切替バルブ１５が開放して、サーモスタットバルブ２２も開放する（Ｓ２でＹＥＳ判定、Ｓ７でＹＥＳ判定、Ｓ１４でＹＥＳ判定となった場合）。
【００６６】
この時には、ラジエータ回路３１も、主冷却回路３０と連通するため、冷却水ｗがラジエータ装置８にも、流れることになる。  
このため、加熱された冷却水ｗは、ラジエータ装置８で確実に冷却されて、排気マニホールド６の冷却性能を、さらに高めることができる。  
よって、さらに加熱する排気マニホールド６の冷却性能を高めて、触媒コンバータ７の熱害による劣化を防止できる。
【００６７】
次に、このように構成した本実施形態の作用効果について説明する。  
この実施形態では、エンジン本体Ｅと熱交換を行なう主冷却回路３０と、排気マニホールド６と熱交換を行なう副冷却回路４０とを備えて、副冷却回路４０の水温が８０℃以上の場合には、切替バルブ１５を開放することで、主冷却回路３０と副冷却回路４０との間を連通して両者の間の熱伝達率を大きくして、副冷却回路４０の水温が８０℃より下の場合には、切替バルブ１５を閉鎖することで、主冷却回路３０と副冷却回路４０との間を遮断して、両者の間の熱伝達率を小さくしている。
【００６８】
これにより、副冷却回路４０の水温が８０℃以上の場合には、副冷却回路４０の排気マニホールド６部分での熱交換が促進されて、副冷却回路４０の水温が８０℃より下の場合には、副冷却回路４０の排気マニホールド６部分での熱交換が促進されないことになる。  
このため、エンジン通常時（ｃ）や温間時（ｄ）には、排気ガスの過剰な昇温を防ぐことができつつも、エンジン始動時（ａ）や冷間時（ｂ）には、排気ガスの昇温を図ることができる。  
よって、エンジンの冷却装置において、エンジン温間時等には、排気ガスの過剰な昇温を抑えて触媒の劣化を抑えつつも、エンジン冷間時等には、排気ガスの昇温を促進することで、触媒の早期活性化を図り、排気ガスの浄化性能を高めることができる。
【００６９】
なお、この実施形態では、副冷却回路４０の水温に応じて切替バルブ１５を開閉制御するようにしているが、排気マニホールド６の温度や、触媒コンバータ７の温度に応じて、切替バルブ１５を制御してもよい。また、切替温度も８０℃に限定されるものでなく、６０℃〜９０℃程度の範囲内で自由に設定してもよい。
【００７０】
さらに、本実施形態では、切替バルブ１５を開閉制御して、主冷却回路３０と副冷却回路４０との間の熱伝達率が変化するように設定しているが、その他にも、メインウォーターポンプ１２の回転数を自由に変化できるように構成して、副冷却回路４０の水温が低い場合（冷間時）には、メインウォーターポンプ１２の回転数を低下させて、熱伝達率が小さくなるように制御する一方、副冷却回路４０の水温が高い場合（温間時）には、メインウォーターポンプ１２の回転数を上昇させて、熱伝達率が大きくなるように制御してもよい。
【００７１】
また、この実施形態では、副冷却回路４０は、主冷却回路３０よりも熱容量を小さく設定しており、この副冷却回路４０に、エンジンオイルｏと熱交換を行なうオイルウォーマー２３を設けている。  
これにより、主冷却回路３０よりも早期に加熱される副冷却回路４０によって、エンジンオイルｏの早期昇温を図ることができる。  
よって、エンジンオイルｏの粘性を早期に低下させることができ、エンジンの燃費向上を図ることができる。
【００７２】
また、この実施形態では、副冷却回路４０には、冷却水ｗに流動を生じさせるサブウォーターポンプ１６を備えており、このサブウォーターポンプ１６を、触媒温度が４００℃以上の場合に作動させて、４００℃より下の場合に停止するように制御している。  
これにより、触媒が低温で不活性時においては、熱交換量を少なくして、排気ガスの温度をできるだけ高く維持することで、触媒の活性化を促し、触媒が高温で活性化した後においては、熱交換量を増やして排気ガスの温度上昇を防ぐことで、触媒の過剰な昇温を防ぐことができる。  
よって、より効果的に、触媒の活性化促進と劣化防止を図ることができる。
【００７３】
以上、この発明の構成と前述の実施形態との対応において、
この発明のエンジン熱交換部は、実施形態の主冷却回路３０に対応して、
以下、同様に、
排気通路熱交換部は、副冷却回路４０に対応し、
副冷却回路遮断手段は、切替バルブ１５に対応し、
オイル熱交換手段は、オイルウォーマー２３に対応し、
ウォーターポンプは、サブウォーターポンプ１６に対応するも
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆるエンジンの冷却装置に適用する実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明を採用した実施形態のエンジンの冷却装置の制御ブロックも兼ねた全体模式図。
【図２】エンジンの冷却装置の冷却回路の模式図。
【図３】エンジンの冷却装置の制御方法を示す制御フローチャート。
【図４】（ａ）がエンジン始動直後の冷却水の流れを示した模式図、（ｂ）がエンジン始動後の冷間時の冷却水の流れを示した模式図。
【図５】（ｃ）が通常時の冷却水の流れを示した模試図、（ｄ）が高負荷高回転時の冷却水の流れを示した模式図。
【符号の説明】
【００７５】
Ｅ…エンジン本体
６…排気マニホールド
７…触媒コンバータ
１１…ウォータージャケット
１２…メインウォーターポンプ
１５…切替バルブ
１６…サブウォーターポンプ
２２…サーモスタットバルブ
２３…オイルウォーマー
３０…主冷却回路
４０…副冷却回路
【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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