(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時においてウォーターポンプの停止期間を極力長くしつつ冷却水の局所的な沸騰を回避することが可能な冷却システムを提供する。【解決手段】  冷却システム２は、内燃機関１０の内部において冷却水を循環させる内部通路５１と、内部通路５１の一端部５１１に繋がる一端側外部通路５０に設けられているウォーターポンプ１１と、内部通路５１における冷却水の流れを、内部通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行するＥＣＵ３０と、を備える。【選択図】図１
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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却システムであって、
前記内燃機関（１０）の内部において冷却水を循環させる内部通路（５１）と、
前記内部通路の一端部（５１１）に繋がる一端側外部通路（５０）に設けられているウォーターポンプ（１１）と、
前記内部通路における冷却水の流れを、前記内部通路の前記一端部から他端部（５１２）へと向かう順方向流れと、前記他端部から前記一端部へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する水流切替部（３０３）と、を備える、冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却システムであって、
更に、前記内燃機関の内部における冷却水の温度を取得する水温取得部（３０１）を備え、
前記内燃機関の内部における冷却水の温度が下方閾値温度に達すると、前記水流切替部が前記水流切替制御を開始する、冷却システム。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却システムであって、
前記内燃機関の内部における冷却水の温度が前記下方閾値温度よりも高い上方閾値温度に達すると、前記水流切替部が前記水流切替制御を終了する、冷却システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システムであって、
前記水流切替部は、前記ウォーターポンプの回転方向を正方向と逆方向とに切り替えることで冷却水の吐出方向を変更し、前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システムであって、
更に、前記内部通路の前記他端部側及び／又は前記他端部側に繋がる他端側外部通路（５２）に、冷却水を分流し再合流させるバイパス通路（５３）と、
前記バイパス通路に設けられ、冷却水を一時的に貯留し放出することができる冷却水貯留部（２１）と、
前記バイパス通路と並行して、前記内部通路の前記他端部側又は前記他端側外部通路に設けられている二方弁（２２）と、を備え、
前記水流切替部は、前記ウォーターポンプ及び前記二方弁を制御することで前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項６】
請求項５に記載の冷却システムであって、
前記水流切替部は、前記二方弁を閉じ前記ウォーターポンプを駆動することで前記順方向流れを形成し、前記二方弁を閉じ前記ウォーターポンプを停止することで前記逆方向流れを形成して前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項７】
請求項５に記載の冷却システムであって、
前記冷却水貯留部は、前記バイパス通路に繋がり冷却水が流入する貯留室と、前記貯留室を区分するピストンと、前記ピストンを前記貯留室に流入する冷却水に対抗して付勢する付勢部材と、を有する、冷却システム。
【請求項８】
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システムであって、
更に、前記他端部に繋がる他端側外部通路（５９）と、
前記一端側外部通路と前記他端側外部通路とを繋ぐ第１連絡通路（５０１）及び第２連絡通路（５０２）と、
前記ウォーターポンプの吐出口から吐出された冷却水を、前記一端側外部通路を経由して前記内燃機関を通り前記他端側外部通路から前記ウォーターポンプの吸込口に還流させる順方向流れと、前記第１連絡通路を経由して前記他端側外部通路を経由して内燃機関を通り前記一端側外部通路及び前記第２連絡通路から前記吸込口に還流させる逆方向流れとを切り替える切替弁（２４，２５，２６，２７）と、を備え、
前記水流切替部は、前記切替弁を制御し、前記ウォーターポンプを駆動することで前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項９】
請求項８に記載の冷却システムであって、
前記切替弁（２４）は、それぞれ二方弁である、第１弁（２４ａ）と、第２弁（２４ｂ）と、第３弁（２４ｃ）と、第４弁（２４ｄ）と、を有し、
前記第１弁は、前記第２連絡通路に設けられ、
前記第２弁は、前記一端側外部通路において、前記第１連絡通路との分岐部（５０ａ）と前記第２連絡通路との分岐部（５０ｂ）との間に設けられ、
前記第３弁は、前記他端側外部通路において、前記第１連絡通路との分岐部（５９ａ）と前記第２連絡通路との分岐部（５９ｂ）との間に設けられ、
前記第４弁は、前記第１連絡通路に設けられ、
前記水流切替部は、前記第１弁及び前記第４弁を閉じる一方で前記第２弁及び前記第３弁を開き、前記ウォーターポンプを駆動することで前記順方向流れを形成し、前記第２弁及び前記第３弁を閉じる一方で前記第１弁及び前記第４弁を開き、前記ウォーターポンプを駆動することで前記逆方向流れを形成することで前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の冷却システムであって、
前記切替弁（２５，２６，２６Ａ，２７）は、それぞれ三方弁である、第１弁（２５ａ，２６ａ，２６ａＡ，２７ａ）と、第２弁（２５ｂ，２６ｂ，２６ｂＡ，２７ｂ）と、を有し、
前記第１弁は、前記一端側外部通路と前記第２連絡通路との分岐部（５０ｂ）に設けられ、
前記第２弁は、前記他端側外部通路と前記第１連絡通路との分岐部（５９ａ）に設けられ、
前記水流切替部は、前記第１弁及び第２弁を、前記順方向流れを形成するように切り替えて前記ウォーターポンプを駆動し、前記第１弁及び第２弁を、前記逆方向流れを形成するように切り替えて前記ウォーターポンプを駆動することで前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の冷却システムであって、
前記第１弁（２７ａ）及び前記第２弁（２７ｂ）は、流量調整可能なように構成されている、冷却システム。
【請求項１２】
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システムであって、
更に、前記一端側外部通路の分流部（７０１）から冷却水を分流し、前記内部通路の前記他端部側に繋がる他端側外部通路（５２）に冷却水を再合流させるバイパス通路（７０）と、
前記バイパス通路に設けられている逆止弁（２９）と、
前記一端側外部通路の前記分流部と前記一端部との間に設けられている三方弁（２８）と、
前記三方弁と前記他端部に繋がる他端側外部通路（５９）とを繋ぐ連絡通路（７１）と、を備え、
前記水流切替部は、前記ウォーターポンプ及び前記三方弁を制御することで前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の冷却システムであって、
前記水流切替部は、前記分流部から前記一端部に冷却水が流れるように前記三方弁を切り替え前記ウォーターポンプを駆動し、前記一端部から前記連絡通路に冷却水が流れるように前記三方弁を切り替え前記ウォーターポンプを駆動することで前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項１４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システムであって、
更に、前記他端部に繋がる他端側外部通路（５２）に設けられている他端側ウォーターポンプ（３７）を備え、
前記ウォーターポンプ及び前記他端側ウォーターポンプは、吐出方向が互いに対向するように配置されている、冷却システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の冷却システムであって、
前記水流切替部は、前記ウォーターポンプを駆動することで前記順方向流れを形成し、前記他端側ウォーターポンプを駆動することで前記逆方向流れを形成し、前記水流切替制御を実行する、冷却システム。
【請求項１６】
内燃機関を冷却する冷却システムの制御装置であって、
前記内燃機関（１０）の内部において冷却水を循環させる内部通路（５１）における冷却水の流れを、前記内部通路の一端部（５１１）から他端部（５１２）へと向かう順方向流れと、前記他端部から前記一端部へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する水流切替部（３０２）を備える、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を冷却する冷却システム、及び冷却システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却水通路を設け、電動のウォーターポンプによって冷却水通路に冷却水を圧送し、内燃機関の暖機や冷却を行っている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
このような電動のウォーターポンプを用いた内燃機関の冷却装置においては、暖機運転時のように冷却水の温度が低い場合には、ウォーターポンプを停止する。ウォーターポンプを停止すると冷却水の循環が停止するので、冷却水による冷却効果が抑制され、内燃機関の暖機が促進される。その後、冷却水の水温が上昇すると、内燃機関がオーバーヒート状態とならないタイミングで、ウォーターポンプを駆動する。ウォーターポンプを駆動すると冷却水の循環が開始され、冷却水による冷却効果が発揮される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１７６２９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内燃機関の暖機促進の観点からは、ウォーターポンプの停止期間を極力長くすることが望ましい。しかしながら、ウォーターポンプの停止期間を長くし過ぎてしまうと、冷却水が沸騰する可能性が高まる。冷却水が沸騰すると、内燃機関のガスケット部やシール部が破損する恐れがある。冷却水が沸騰する前に冷却水の循環を開始することが考えられるが、上記従来技術のように極少量の冷却水を循環させるとしても、内燃機関から一旦出た冷却水は、ヒータコアやラジエータといった他の部分を通って還流するため、冷却された状態で内燃機関に流入する。このように冷却水を流すと、沸騰抑制の時点から冷却水の温度が下がってしまい、暖機促進及びそれに伴う燃費向上の観点からは改善の余地があるものであった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の始動時においてウォーターポンプの停止期間を極力長くしつつ冷却水の局所的な沸騰を回避することが可能な冷却システム及びその制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る冷却システムは、内燃機関を冷却する冷却システムであって、前記内燃機関（１０）の内部において冷却水を循環させる内部通路（５１）と、前記内部通路の一端部（５１１）に繋がる一端側外部通路（５０）に設けられているウォーターポンプ（１１）と、前記内部通路における冷却水の流れを、前記内部通路の前記一端部から他端部（５１２）へと向かう順方向流れと、前記他端部から前記一端部へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する水流切替部（３０３）と、を備える。
【０００８】
内燃機関の暖機が進行すると、内部通路において局所的に冷却水の温度が上昇する。そこで、冷却水に流れを生じさせることで、局所的に温度が上がった冷却水を温度が上がり難い箇所に移動させ沸騰を回避することができる。更に、本発明によれば、水流切替制御を実行するので、内部通路における冷却水の流れを、順方向流れと逆方向流れとに切り替えることができる。流れを反対方向に切り替えながら冷却水を流すことで、一旦加温された冷却水を再び内燃機関内に取り込むことができるので、局所的な沸騰を避けつつより早期の暖機を実現することができる。
【０００９】
また、本発明に係る制御装置は、内燃機関を冷却する冷却システムの制御装置であって、前記内燃機関（１０）の内部において冷却水を循環させる内部通路（５１）における冷却水の流れを、前記内部通路の一端部（５１１）から他端部（５１２）へと向かう順方向流れと、前記他端部から前記一端部へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する水流切替部（３０２）を備える。
【００１０】
尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載の発明が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内燃機関の始動時においてウォーターポンプの停止期間を極力長くしつつ冷却水の局所的な沸騰を回避することが可能な冷却システム及びその制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２】図２は、図１に示されるＥＣＵの機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図３は、ウォーターポンプの流量変動の一例を示す図である。
【図４】図４は、図１に示される冷却システムにおいて、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図５】図５は、図１に示される冷却システムにおいて、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図６】図６は、図１に示される冷却システムの変形例の構成を示すシステム構成図である。
【図７】図７は、印加電圧とウォーターポンプ流量との関係を説明するための図である。
【図８】図８は、暖機判定の処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、暖機制御の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示される処理を実行した場合の水温の変動を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図１２】図１２は、図１１に示されるＥＣＵの機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図１３】図１３は、図１１に示される冷却システムにおいて、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３において時間と圧力との関係を説明するための図である。
【図１５】図１５は、図１１に示される冷却システムにおいて、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５において時間と圧力との関係を説明するための図である。
【図１７】図１７は、暖機制御の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１８は、図１７に示される処理を実行した場合の水温の変動を説明するための図である。
【図１９】図１９は、本発明の第３実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２０】図２０は、図１９に示されるＥＣＵの機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図２１】図２１は、図１９に示される切替弁の動作を説明するための図である。
【図２２】図２２は、図１９に示される切替弁の動作を説明するための図である。
【図２３】図２３は、図１９に示される冷却システムにおいて、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図２４】図２４は、図１９に示される冷却システムにおいて、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図２５】図２５は、図１９に示される冷却システムの変形例において、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図２６】図２６は、図１９に示される冷却システムの変形例において、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明の第４実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図２８】図２８は、図２７に示されるＥＣＵの機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図２９】図２９は、図２７に示される切替弁を説明するための図である。
【図３０】図３０は、図２７に示される切替弁を説明するための図である。
【図３１】図３１は、変形例としての切替弁を説明するための図である。
【図３２】図３２は、変形例としての切替弁を説明するための図である。
【図３３】図３３は、本発明の第５実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図３４】図３４は、図３３に示されるＥＣＵの機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図３５】図３５は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図３６】図３６は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図３７】図３７は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図３８】図３８は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図３９】図３９は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図４０】図４０は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図４１】図４１は、図３３に示される切替弁を説明するための図である。
【図４２】図４２は、暖機制御の処理を説明するためのフローチャートである。
【図４３】図４３は、本発明の第６実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図４４】図４４は、図４３に示される冷却システムにおいて、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図４５】図４５は、図４３に示される冷却システムにおいて、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図４６】図４６は、図４３に示される冷却システムの変形例の構成を示すシステム構成図である。
【図４７】図４７は、図４６に示される冷却システムにおいて、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図４８】図４８は、図４６に示される冷却システムにおいて、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図４９】図４９は、図４３に示される冷却システムの変形例の構成を示すシステム構成図である。
【図５０】図５０は、本発明の第７実施形態に係る冷却システムの構成を示すシステム構成図である。
【図５１】図５１は、図５０に示されるＥＣＵの機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図５２】図５２は、図５０に示される冷却システムにおいて、冷却水が流れる一態様を示す図である。
【図５３】図５３は、図５０に示される冷却システムにおいて、冷却水が順方向流れで流れている状態を示す図である。
【図５４】図５４は、図５０に示される冷却システムにおいて、冷却水が逆方向流れで流れている状態を示す図である。
【図５５】図５５は、燃費改善効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る冷却システム２は、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０と、を備えている。
【００１５】
内燃機関１０は、シリンダヘッド１０１及びシリンダブロック１０２を有している。シリンダヘッド１０１には、燃料を燃焼する燃焼室（不図示）が設けられている。シリンダブロック１０２には、ピストン（不図示）やクランクシャフト（不図示）が設けられている。
【００１６】
内燃機関１０には更に、シリンダヘッド１０１及びシリンダブロック１０２を冷却するための冷却水を通す冷却水通路５１が設けられている。冷却水通路５１は、シリンダブロック１０２側の一端部５１１から、シリンダヘッド１０１側の他端部５１２にかけて形成されている。冷却水通路５１は、本発明の内部通路に想到する。
【００１７】
冷却水通路５１の他端部５１２側には、水温センサ１９が設けられている。水温センサ１９は、冷却水通路５１内における冷却水の水温を検出するセンサである。水温センサ１９は、シリンダヘッド１０１内における冷却水通路５１の最下流部分に設けられている。シリンダヘッド１０１においては、燃焼室が設けられている部分の中央部分が最も高温となるので、水温センサ１９が測定している水温は最高温度部分に比較すると低温部分の温度になる。水温センサ１９は、水温を示す電気信号をＥＣＵ３０に出力する。
【００１８】
冷却水通路５１の一端部５１１には、冷却水通路５０の下流端が繋がれている。冷却水通路５１の上流側はシリンダブロック１０２内に設けられているので、冷却水通路５０はシリンダブロック１０２において冷却水通路５１の一端部５１１と繋がっている。
【００１９】
冷却水通路５０の上流端は、ウォーターポンプ１１が順方向に回転した場合の吐出口側に繋がれている。ウォーターポンプ１１が駆動され加圧吐出される冷却水は、冷却水通路５０を通って内燃機関１０に送り込まれる。
【００２０】
ウォーターポンプ１１は、電動のポンプである。ウォーターポンプ１１は、ＥＣＵ３０から出力される駆動信号に応じて順方向に回転駆動される。ウォーターポンプ１１が順方向に回転駆動されると、冷却水を冷却水通路５０側に吐出する。ウォーターポンプ１１は、ＥＣＵ３０から出力される駆動信号に応じて逆方向にも回転駆動されるように構成されている。ウォーターポンプ１１が逆方向に回転駆動されると、冷却水を冷却水通路５９側に吐出する。
【００２１】
冷却水通路５１の他端部５１２には、冷却水通路５２の上流端が繋がれている。冷却水通路５１の下流側はシリンダヘッド１０１内に設けられているので、冷却水通路５１はシリンダヘッド１０１において冷却水通路５２の上流端と繋がっている。冷却水通路５１は、本発明の他端側外部通路に相当する。
【００２２】
冷却水通路５２の下流端は、ヒータコア１５に繋がれている。ヒータコア１５には、冷却水通路５７の上流端が繋がれている。冷却水通路５２からヒータコア１５に流入する冷却水は、ヒータコア１５内を流れて冷却水通路５７に流出する。内燃機関１０から流出する冷却水は高温なので、ヒータコア１５において空調風と熱交換し、空調風を加温する。ヒータコア１５内を流れた冷却水は、温度が下がった状態で冷却水通路５７に流出する。
【００２３】
冷却水通路５２の途中から、冷却水通路５６が分岐している。冷却水通路５６の下流端は、ラジエータ１４に繋がれている。ラジエータ１４には、冷却水通路５８の上流端が繋がれている。冷却水通路５６からラジエータ１４に流入する冷却水は、ラジエータ１４内を流れて冷却水通路５８に流出する。内燃機関１０から流出する冷却水は高温なので、ラジエータ１４において外気と熱交換し温度が低下する。ラジエータ１４内を流れた冷却水は、温度が下がった状態で冷却水通路５８に流出する。
【００２４】
冷却水通路５７の下流端及び冷却水通路５８の下流端は、サーモスタット１３に繋がれている。サーモスタット１３には、冷却水通路５９の上流端が繋がれている。冷却水通路５７，５８からサーモスタット１３に流入する冷却水の温度が閾値温度以下の場合、サーモスタット１３は閉じられ、冷却水通路５８側からの冷却水は止水される。冷却水通路５７からサーモスタット１３に流入する冷却水の温度が閾値温度を上回る場合、サーモスタット１３は開かれて、冷却水通路５８を通る冷却水が冷却水通路５９に流出する。冷却水通路５９の下流端は、ウォーターポンプ１１に繋がれている。
【００２５】
続いて、図２を参照しながら、冷却システム２に用いられる制御装置であるＥＣＵ３０について説明する。ＥＣＵ３０には、水温センサ１９から出力される水温検出信号が入力される。ＥＣＵ３０は、ウォーターポンプ１１に駆動信号を出力する。
【００２６】
ＥＣＵ３０は、機能的な構成要素として、水温取得部３０１と、暖機判断部３０２と、水流切替部３０３と、を備えている。
【００２７】
水温取得部３０１は、内燃機関１０の内部における冷却水の水温を取得する部分である。水温取得部３０１は、水温センサ１９から出力される水温検出信号に基づいて、冷却水の水温を取得する。本実施形態の場合、内燃機関１０の内部に設けた水温センサ１９が出力する水温検出信号と用いているが、内燃機関１０の外部に設けた水温センサの出力結果から内燃機関１０内部における冷却水の水温を推定してもよい。
【００２８】
暖機判断部３０２は、内燃機関１０の暖機状態を判断する部分である。暖機判断部３０２は、水温取得部３０１が取得した冷却水の水温に基づいて、内燃機関１０が暖機されたか否かを判断する。
【００２９】
水流切替部３０３は、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する部分である。水流切替部３０３の水流切替制御の実行によって、図３に示されるように、ウォーターポンプ１１の吐出流量が順方向及び逆方向に変動する。
【００３０】
水流切替部３０３が、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図４に示す。図４に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２、ヒータコア１５、冷却水通路５７、サーモスタット１３、冷却水通路５９の順に通り、ウォーターポンプ１１に還流する。
【００３１】
水流切替部３０３が、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図５に示す。図４に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５９、サーモスタット１３、冷却水通路５７、ヒータコア１５、冷却水通路５２、冷却水通路５１、冷却水通路５０の順に通り、ウォーターポンプ１１に還流する。
【００３２】
続いて、変形例としての冷却システム２Ａについて、図６を参照しながら説明する。冷却システム２Ａでは、冷却システム２に対して電圧印加回路２０を追加配置している。電圧印加回路２０には、ＥＣＵ３０から駆動信号が出力される。電圧印加回路２０がウォーターポンプ１１に印加する電圧について、図７に一例を示す。
【００３３】
図７の（Ａ）に示されるように、電圧印加回路２０から出力される電圧は、周期的に負電圧と正電圧との間で変化する。この電圧変動に応じて、図７の（Ｂ）に示されるように、ウォーターポンプ１１の吐出流量が正方向及び負方向に変動する。
【００３４】
続いて、図８を参照しながら、冷却システム２及び冷却システム２Ａの動作について説明する。ステップＳ１０１では、水温取得部３０１が、水温センサ１９が検出する水温センサ温度Ｔを検出する。
【００３５】
ステップＳ１０１に続くステップＳ１０２では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達しているか否かを判断する。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していなければ（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理に進む。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していれば（ステップＳ１０２：ＮＯ）、処理を終了する。
【００３６】
ステップＳ１０３では、暖機制御を実行する。暖機制御については、図９、図１０を参照しながら詳しく説明する。図９は、暖機制御を示すフローチャートである。図１０は、暖機制御を行った場合の各部の挙動や温度を示す図である。図５の（Ａ）は、ウォーターポンプ１１の作動及び停止を示している。図５の（Ｂ）は、冷却水の温度を示している。
【００３７】
図９のステップＳ２０１において、水流切替部３０３は、ウォーターポンプ１１を停止する信号を出力する。ステップＳ２０１に続くステップＳ２０２では、水温取得部３０１が、水温センサ１９が検出する水温センサ温度Ｔを検出する。
【００３８】
ステップＳ２０２に続くステップＳ２０３では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達しているか否かを判断する。暖機温度Ｔｈ１は、暖機温度Ｔｈ２よりも低い温度である。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達していなければ（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０１の処理に戻る。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達していれば（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４の処理に進む。
【００３９】
ステップＳ２０４では、水流切替部３０３が、ウォーターポンプ１１を順方向に回転させる順回転制御と、ウォーターポンプ１１を逆方向に回転させる逆回転制御とを交互に実行する。図１０に示されるように、内燃機関１０内の冷却水が一旦押し出されその後戻されという動きを繰り返すので、内燃機関１０内の冷却水温度の上昇が速くなり、暖機時間が短縮される。内燃機関１０内における冷却水の最高温度Ｔｍａｘも、上限温度Ｔｌｉｍを超えないので、冷却水の沸騰を回避することができる。
【００４０】
ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５では、水温取得部３０１が水温Ｔを取得する。ステップＳ２０５に続くステップＳ２０６では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達しているか否かを判断する。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していなければ（ステップＳ２０６：ＮＯ）、ステップＳ２０４の処理に戻る。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していれば（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７の処理に進む。ステップＳ２０７では、水流切替部３０３が、ウォーターポンプ１１を順方向に回転させる。
【００４１】
上記したように第１実施形態に係る冷却システム２及び冷却システム２Ａは、内燃機関１０を冷却する冷却システムであって、内燃機関１０の内部において冷却水を循環させる内部通路としての冷却水通路５１と、冷却水通路５１の一端部５１１に繋がる一端側外部通路としての冷却水通路５０に設けられているウォーターポンプ１１と、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する水流切替部３０３と、を備える。
【００４２】
内燃機関１０の暖機が進行すると、冷却水通路５１において局所的に冷却水の温度が上昇する。そこで、冷却水に流れを生じさせることで、局所的に温度が上がった冷却水を温度が上がり難い箇所に移動させ沸騰を回避することができる。更に、本実施形態によれば、水流切替制御を実行するので、内部通路である冷却水通路５１における冷却水の流れを、順方向流れと逆方向流れとに切り替えることができる。流れを反対方向に切り替えながら冷却水を流すことで、一旦加温された冷却水を再び内燃機関内に取り込むことができるので、局所的な沸騰を避けつつより早期の暖機を実現することができる。
【００４３】
また本実施形態に係る冷却システム２，２Ａでは、更に、内燃機関１０の内部における冷却水の温度を取得する水温取得部３０１を備え、内燃機関１０の内部における冷却水の温度が下方閾値温度Ｔｈ１に達すると、水流切替部３０３が水流切替制御を開始する。
【００４４】
内燃機関１０の内部における冷却水が沸騰しない温度である下方閾値温度Ｔｈ１までは、冷却水を流動させる必要がないので、冷却水の温度が下方閾値温度Ｔｈ１に達するまでは冷却水を流動させないことで暖機を早めることができる。
【００４５】
また本実施形態に係る冷却システム２，２Ａでは、内燃機関１０の内部における冷却水の温度が下方閾値温度Ｔｈ１よりも高い上方閾値温度Ｔｈ２に達すると、水流切替部３０３が水流切替制御を終了する。
【００４６】
冷却水の温度が上方閾値温度Ｔｈ２に達すると内燃機関１０の暖機が完了するので、水流切替制御を終了して通常の順方向における冷却水の循環に移行することができる。
【００４７】
また本実施形態に係る冷却システム２，２Ａでは、水流切替部３０３は、ウォーターポンプ１１の回転方向を正方向と逆方向とに切り替えることで冷却水の吐出方向を変更し、水流切替制御を実行する。
【００４８】
ウォーターポンプ１１の回転方向を切り替えることで、他の機能部品を追加することなく水流切替制御を実行することができる。
【００４９】
続いて、第２実施形態に係る冷却システム２Ｂについて、図１１を参照しながら説明する。図１１に示されるように、本発明の第２実施形態に係る冷却システム２Ｂは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｂと、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
冷却システム２Ｂは、更に、バイパス通路５３と、冷却水貯留部としての蓄圧室２１と、二方弁２２と、を備えている。バイパス通路５３は、内部通路である冷却水通路５１の他端部５１２側から冷却水を分流し、他端側外部通路である冷却水通路５２に冷却水を再合流させるように設けられている。バイパス通路５３は、冷却水通路５１のみにおいて冷却水を分流及び再合流させてもよく、冷却水通路５２のみにおいて冷却水を分流及び再合流させてもよい。
【００５１】
蓄圧室２１は、バイパス通路５３に設けられている。蓄圧室２１は、冷却水を一時的に貯留し放出することができる冷却水貯留部として機能している。
【００５２】
二方弁２２は、バイパス通路５３と並行して、冷却水通路５２に設けられている。二方弁２２は、バイパス通路５３と並行している冷却水通路に設けられていればよく、冷却水通路５１に設けられていてもよい。
【００５３】
続いて、図１２を参照しながら、冷却システム２Ｂに用いられる制御装置であるＥＣＵ３０Ｂについて説明する。ＥＣＵ３０Ｂには、水温センサ１９から出力される水温検出信号が入力される。ＥＣＵ３０Ｂは、ウォーターポンプ１１及び二方弁２２に駆動信号を出力する。
【００５４】
ＥＣＵ３０Ｂは、機能的な構成要素として、水温取得部３０１と、暖機判断部３０２と、水流切替部３０３Ｂと、を備えている。
【００５５】
水温取得部３０１及び暖機判断部３０２は、第１実施形態において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００５６】
水流切替部３０３Ｂは、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する部分である。水流切替部３０３Ｂは、ウォーターポンプ１１及び二方弁２２を駆動することで水流切替制御を実行する。水流切替部３０３Ｂは、二方弁２２を閉じウォーターポンプ１１を駆動することで順方向流れを形成し、二方弁２２を閉じウォーターポンプ１１を停止することで逆方向流れを形成することで水流切替制御を実行する。
【００５７】
水流切替部３０３Ｂが、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図１３に示す。図１３に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１を通って蓄圧室２１に流れ込む。
【００５８】
蓄圧室２１は、貯留室２１１と、軸２１２と、ピストン２１３と、シール部材２１４と、バネ２１５と、を有している。
【００５９】
貯留室２１１は、バイパス通路５３に繋がっており、冷却水が流入するように構成されている。軸２１２は、冷却水の流入方向に沿うように設けられている。軸２１２に沿って、ピストン２１３が摺動するように構成されている。
【００６０】
ピストン２１３は、貯留室２１１を区分している。ピストン２１３の周囲にはＯリング状のシール部材２１４が設けられている。シール部材２１４は、貯留室２１１の内壁に密着している。
【００６１】
付勢部材としてのバネ２１５は、ピストン２１３を貯留室２１１に流入する冷却水に対抗して付勢するように設けられている。
【００６２】
二方弁２２を閉じてウォーターポンプ１１を駆動すると、バイパス通路５３側に冷却水が流れる。バイパス通路５３に流れこんだ冷却水は、蓄圧室２１の貯留室２１１内に流れ込む。流れこんだ冷却水は、ピストン２１３によって区分された貯留室２１１の一方の空間に流れ込む。ピストン２１３は、冷却水によって押し込まれ、バネ２１５が縮んだ状態となる。
【００６３】
図１４に示されるように、蓄圧室２１の内部圧力は時間の経過と共に上昇する。バネ２１５が縮みきった状態で、蓄圧室２１の内部圧力は略一定となる。
【００６４】
水流切替部３０３Ｂが、逆方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図１５に示す。図１５に示されるように、ウォーターポンプ１１が停止されると、蓄圧室２１内の冷却水は、バネ２１５の付勢力によって押し出され、冷却水通路５１に流れ出し、冷却水通路５０を通ってウォーターポンプ１１に至る。図１６に示されるように、蓄圧室２１の内部圧力は時間の経過と共に下降する。
【００６５】
続いて、図１７、図１８を参照しながら、冷却システム２Ｂの暖機制御について説明する。図１７は、暖機制御を示すフローチャートである。図１８は、暖機制御を行った場合の各部の挙動や温度を示す図である。図１８の（Ａ）は、ウォーターポンプ１１の作動及び停止を示している。図１８の（Ｂ）は、冷却水の温度を示している。
【００６６】
図１７のステップＳ３０１において、水流切替部３０３Ｂは、ウォーターポンプ１１を停止する信号を出力する。ステップＳ３０１に続くステップＳ３０２では、水流切替部３０３Ｂは、二方弁２２を閉じる信号を出力する。ステップＳ３０２に続くステップＳ３０３では、水温取得部３０１が、水温センサ１９が検出する水温センサ温度Ｔを検出する。
【００６７】
ステップＳ３０３に続くステップＳ３０４では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達しているか否かを判断する。暖機温度Ｔｈ１は、暖機温度Ｔｈ２よりも低い温度である。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達していなければ（ステップＳ３０４：ＮＯ）、ステップＳ３０１の処理に戻る。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達していれば（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、ステップＳ３０５の処理に進む。
【００６８】
ステップＳ３０５では、水流切替部３０３Ｂが、ウォーターポンプ１１を駆動する信号の出力と、ウォーターポンプ１１の駆動を停止する信号の出力とを交互に実行する。図１８に示されるように、内燃機関１０内の冷却水が一旦押し出されその後戻されという動きを繰り返すので、内燃機関１０内の冷却水温度の上昇が速くなり、暖機時間が短縮される。内燃機関１０内における冷却水の最高温度Ｔｍａｘも、上限温度Ｔｌｉｍを超えないので、冷却水の沸騰を回避することができる。
【００６９】
ステップＳ３０５に続くステップＳ３０６では、水温取得部３０１が水温Ｔを取得する。ステップＳ３０６に続くステップＳ３０７では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達しているか否かを判断する。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していなければ（ステップＳ３０７：ＮＯ）、ステップＳ３０５の処理に戻る。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していれば（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、ステップＳ３０８の処理に進む。
【００７０】
ステップＳ３０８では、水流切替部３０３Ｂが、ウォーターポンプ１１を順方向に回転させる。ステップＳ３０８に続くステップＳ３０９では、水流切替部３０３Ｂが、二方弁２２を開く信号を出力する。
【００７１】
本実施形態に係る冷却システム２Ｂは、内部通路である冷却水通路５１の他端部５１２側及び／又は他端部５１２側に繋がる他端側外部通路である冷却水通路５２に、冷却水を分流し再合流させるバイパス通路５３と、バイパス通路５３に設けられ、冷却水を一時的に貯留し放出することができる冷却水貯留部としての蓄圧室２１と、バイパス通路５３と並行して、冷却水通路５１の他端部５１２側又は冷却水通路５２に設けられている二方弁２２と、を備え、水流切替部３０３Ｂは、ウォーターポンプ１１及び二方弁２２を制御することで水流切替制御を実行する。
【００７２】
本実施形態では、冷却水を正方向に流すことで蓄圧室２１に加圧した状態で一時的に貯留し、その圧力よって冷却水を逆方向に流しているので、ウォーターポンプ１１の停止・駆動を繰り返すことで水流切替制御を実行することができる。
【００７３】
また本実施形態では、水流切替部３０３Ｂは、二方弁２２を閉じウォーターポンプ１１を駆動することで順方向流れを形成し、二方弁２２を閉じウォーターポンプ１１を停止することで逆方向流れを形成して水流切替制御を実行する。二方弁２２を閉じることで、冷却水通路５２側への冷却水の流出を止めることができ、蓄圧室２１に冷却水を導くことができる。二方弁２２を閉じた状態では、ウォーターポンプ１１と蓄圧室２１との間で冷却水を往復させることができるので、ウォーターポンプ１１の駆動・停止のみで水流切替制御を実行することができる。
【００７４】
また本実施形態では、冷却水貯留部としての蓄圧室２１は、バイパス通路５３に繋がり冷却水が流入する貯留室２１１と、貯留室２１１を区分するピストン２１３と、ピストン２１３を貯留室２１１に流入する冷却水に対抗して付勢する付勢部材としてのバネ２１５と、を有している。貯留室２１１内に、バネ２１５によって冷却水の流入と対抗するようにピストン２１３を設けているので、簡単な構成で冷却水貯留部を提供することができる。
【００７５】
尚、第２実施形態に係る冷却システム２Ｂは、技術的に矛盾しない限り、第１実施形態に係る冷却システム２，２Ａと同等の作用効果を奏する。
【００７６】
続いて、第３実施形態に係る冷却システム２Ｃについて、図１９を参照しながら説明する。図１９に示されるように、本発明の第３実施形態に係る冷却システム２Ｃは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｃと、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７７】
冷却システム２Ｃは、更に、一端側外部通路である冷却水通路５０と他端側外部通路である冷却水通路５９とを繋ぐ第１連絡通路５０１及び第２連絡通路５０２を備えている。
【００７８】
第１連絡通路５０１は、冷却水通路５０の分岐部５０ａと冷却水通路５９の分岐部５９ａとを繋いでいる。第２連絡通路５０２は、冷却水通路５０の分岐部５０ｂと冷却水通路５９の分岐部５９ｂとを繋いでいる。分岐部５０ａは、分岐部５０ｂよりもウォーターポンプ１１の吐出口に近い上流側に設けられている。分岐部５９ａは、分岐部５９ｂよりもウォーターポンプ１１の吸込口に遠い上流側に設けられている。
【００７９】
冷却システム２Ｃは、更に、ウォーターポンプ１１の吐出口から吐出された冷却水を、一端側外部通路である冷却水通路５０を経由して内燃機関１０を通り他端側外部通路である冷却水通路５９からウォーターポンプ１１の吸込口に還流させる順方向流れと、第１連絡通路５０１を経由し他端側外部通路である冷却水通路５９を経由して内燃機関１０を通り一端側外部通路である冷却水通路５０及び第２連絡通路５０２から吸込口に還流させる逆方向流れとを切り替える切替弁２４を備えている。
【００８０】
切替弁２４は、それぞれ二方弁である、第１弁２４ａと、第２弁２４ｂと、第３弁２４ｃと、第４弁２４ｄと、を有している。第１弁２４ａは、第２連絡通路５０２に設けられている。第２弁２４ｂは、一端側外部通路である冷却水通路５０において、第１連絡通路５０１との分岐部５０ａと第２連絡通路５０２との分岐部５０ｂとの間に設けられている。
【００８１】
第３弁２４ｃは、他端側外部通路である冷却水通路５９において、第１連絡通路５０１との分岐部５９ａと第２連絡通路５０２との分岐部５９ｂとの間に設けられている。第４弁２４ｄは、第１連絡通路５０１に設けられている。
【００８２】
続いて、図２０を参照しながら、冷却システム２Ｃに用いられる制御装置であるＥＣＵ３０Ｃについて説明する。ＥＣＵ３０Ｃには、水温センサ１９から出力される水温検出信号が入力される。ＥＣＵ３０Ｃは、ウォーターポンプ１１及び切替弁２４を構成する第１弁２４ａ、第２弁２４ｂ、第３弁２４ｃ、第４弁２４ｄに駆動信号を出力する。
【００８３】
ＥＣＵ３０Ｃは、機能的な構成要素として、水温取得部３０１と、暖機判断部３０２と、水流切替部３０３Ｃと、を備えている。
【００８４】
水温取得部３０１及び暖機判断部３０２は、第１実施形態において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００８５】
水流切替部３０３Ｃは、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する部分である。水流切替部３０３Ｃは、ウォーターポンプ１１及び切替弁２４を駆動することで水流切替制御を実行する。
【００８６】
図２１に示されるように、水流切替部３０３Ｃは、第１弁２４ａ及び第４弁２４ｄを閉じる一方で第２弁２４ｂ及び第３弁２４ｃを開き、ウォーターポンプ１１を駆動することで順方向流れを形成する。
【００８７】
水流切替部３０３Ｃが、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図２３に示す。図２３に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【００８８】
図２２に示されるように、水流切替部３０３Ｃは、第２弁２４ｂ及び第３弁２４ｃを閉じる一方で第１弁２４ａ及び第４弁２４ｄを開き、ウォーターポンプ１１を駆動することで逆方向流れを形成する。
【００８９】
水流切替部３０３Ｃが、逆方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図２４に示す。図２４に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、第１連絡通路５０１、冷却水通路５９、冷却水通路５７，冷却水通路５２、冷却水通路５１、冷却水通路５０、第２連絡通路５０２、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【００９０】
続いて、図２５及び図２６を参照しながら、三方弁を用いた変形例としての冷却システム２Ｄについて説明する。冷却システム２Ｄは、冷却システム２Ｃの切替弁２４に代えて切替弁２５を用いている。
【００９１】
切替弁２５は、それぞれ三方弁である、第１弁２５ａと、第２弁２５ｂと、を有している。第１弁２５ａは、一端側外部通路である冷却水通路５０と第２連絡通路５０２との分岐部５０ｂに設けられている。第２弁２５ｂは、他端側外部通路である冷却水通路５９と第１連絡通路５０１との分岐部５９ａに設けられている。
【００９２】
冷却システム２Ｄの水流切替部は、第１弁２５ａ及び第２弁２５ｂを、順方向流れを形成するように切り替えてウォーターポンプ１１を駆動し、第１弁２５ａ及び第２弁２５ｂを、逆方向流れを形成するように切り替えてウォーターポンプ１１を駆動することで水流切替制御を実行している。
【００９３】
図２５に示されるように、順方向流れの場合、三方弁である第１弁２５ａは第２連絡通路５０２には冷却水を流さず、ウォーターポンプ１１から吐出された冷却水をそのまま冷却水通路５０に流すように開閉弁されている。三方弁である第２弁２５ｂは第１連絡通路５０１には冷却水を流さず、冷却水通路５９を流れる冷却水をそのままウォーターポンプ１１に還流させるように開閉弁されている。冷却水は、ウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【００９４】
図２６に示されるように、逆方向流れの場合、三方弁である第１弁２５ａは、内燃機関１０側から流れてくる冷却水を、第２連絡通路５０２側に流すように開閉弁されている。三方弁である第２弁２５ｂは、ウォーターポンプ１１から吐出され、第１連絡通路５０１を流れる冷却水と冷却水通路５９から冷却水通路５７側に流すように開閉弁されている。冷却水は、ウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、第１連絡通路５０１、冷却水通路５９、冷却水通路５７，冷却水通路５２、冷却水通路５１、冷却水通路５０、第２連絡通路５０２、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【００９５】
本実施形態に係る冷却システム２Ｃ，２Ｄは、一端側外部通路である冷却水通路５０と他端側外部通路である冷却水通路５９とを繋ぐ第１連絡通路５０１及び第２連絡通路５０２と、ウォーターポンプ１１の吐出口から吐出された冷却水を、一端側外部通路である冷却水通路５０を経由して内燃機関１０を通り他端側外部通路である冷却水通路５９からウォーターポンプ１１の吸込み口に還流させる順方向流れと、第１連絡通路５０１を経由し他端側外部通路である冷却水通路５９を経由して内燃機関１０を通り一端側外部通路である冷却水通路５０及び第２連絡通路５０２から吸込口に還流させる逆方向流れと、を切り替える切替弁２４，２５と、を備えている。冷却システム２Ｃ，２Ｄにおける水流切替部は、切替弁２４，２５を制御し、ウォーターポンプ１１を駆動することで水流切替制御を実行している。
【００９６】
本実施形態によれば、ウォーターポンプ１１の吐出口側と吸込口側とを繋ぐ第１連絡通路５０１及び第２連絡通路５０２を設け、第１連絡通路５０１及び第２連絡通路５０２に冷却水を流すか否かを切替弁２４，２５によって制御しているので、切替弁２４，２５の開閉制御を行うことで水流切替制御を実現している。
【００９７】
冷却システム２Ｃは、切替弁２４として、それぞれ二方弁である、第１弁２４ａと、第２弁２４ｂと、第３弁２４ｃと、第４弁２４ｄと、を有している。第１弁２４ａは、第２連絡通路５０２に設けられている。第２弁２４ｂは、冷却水通路５０において、第１連絡通路５０１との分岐部５０ａと第２連絡通路５０２との分岐部５０ｂとの間に設けられている。第３弁２４ｃは、冷却水通路５９において、第１連絡通路５０１との分岐部５９ａと第２連絡通路５０２との分岐部５９ｂとの間に設けられている。第４弁２４ｄは、第１連絡通路５０１に設けられている。水流切替部３０３Ｃは、第１弁２４ａ及び第４弁２４ｄを閉じる一方で第２弁２４ｂ及び第３弁２４ｃを開き、ウォーターポンプ１１を駆動することで順方向流れを形成している。水流切替部３０３Ｃは、第２弁２４ｂ及び第３弁２４ｃを閉じる一方で第１弁２４ａ及び第４弁２４ｄを開き、ウォーターポンプ１１を駆動することで逆方向流れを形成している。
【００９８】
このように、構造が単純な二方弁を工夫して配置することで、第１弁２４ａ、第２弁２４ｂ、第３弁２４ｃ、及び第４弁２４ｄの開閉と、ウォーターポンプ１１の駆動を組み合わせることで、水流切替制御を実行することができる。
【００９９】
冷却システム２Ｄは、切替弁２５として、それぞれ三方弁である、第１弁２５ａと、第２弁２５ｂと、を有している。第１弁２５ａは、一端側外部通路である冷却水通路５０と第２連絡通路５０２との分岐部５０ｂに設けられている。第２弁２５ｂは、他端側外部通路である冷却水通路５９と第１連絡通路５０１との分岐部５９ａに設けられている。
【０１００】
冷却システム２Ｄの水流切替部は、第１弁２５ａ及び第２弁２５ｂを、順方向流れを形成するように切り替えてウォーターポンプ１１を駆動し、第１弁２５ａ及び第２弁２５ｂを、逆方向流れを形成するように切り替えてウォーターポンプ１１を駆動することで水流切替制御を実行している。このように、三方弁を用いることで、弁の配置数を減らしながらも水流切替制御を実行することができる。
【０１０１】
尚、第３実施形態に係る冷却システム２Ｃ，２Ｄは、技術的に矛盾しない限り、第１実施形態に係る冷却システム２，２Ａと同等の作用効果を奏する。
【０１０２】
続いて、第４実施形態に係る冷却システム２Ｅについて、図２７を参照しながら説明する。図２７に示されるように、本発明の第４実施形態に係る冷却システム２Ｅは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｅと、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０３】
冷却システム２Ｅは、更に、一端側外部通路である冷却水通路５０と他端側外部通路である冷却水通路５９とを繋ぐ第１連絡通路５０１及び第２連絡通路５０２を備えている。
【０１０４】
第１連絡通路５０１は、冷却水通路５０の分岐部５０ａと冷却水通路５９の分岐部５９ａとを繋いでいる。第２連絡通路５０２は、冷却水通路５０の分岐部５０ｂと冷却水通路５９の分岐部５９ｂとを繋いでいる。分岐部５０ａは、分岐部５０ｂよりもウォーターポンプ１１の吐出口に近い上流側に設けられている。分岐部５９ａは、分岐部５９ｂよりもウォーターポンプ１１の吸込口に遠い上流側に設けられている。
【０１０５】
冷却システム２Ｅは、更に、ウォーターポンプ１１の吐出口から吐出された冷却水を、一端側外部通路である冷却水通路５０を経由して内燃機関１０を通り他端側外部通路である冷却水通路５９からウォーターポンプ１１の吸込み口に還流させる順方向流れと、第１連絡通路５０１を経由し他端側外部通路である冷却水通路５９を経由して内燃機関１０を通り一端側外部通路である冷却水通路５０及び第２連絡通路５０２から吸込口に還流させる逆方向流れとを切り替える切替弁２６を備えている。
【０１０６】
切替弁２６は、それぞれ三方弁である、第１弁２６ａと、第２弁２６ｂと、を有している。第１弁２６ａは、一端側外部通路である冷却水通路５０と第２連絡通路５０２との分岐部５０ｂに設けられている。第２弁２６ｂは、他端側外部通路である冷却水通路５９と第１連絡通路５０１との分岐部５９ａに設けられている。
【０１０７】
続いて、図２８を参照しながら、冷却システム２Ｅに用いられる制御装置であるＥＣＵ３０Ｅについて説明する。ＥＣＵ３０Ｅは、水温センサ１９から出力される水温検出信号が入力される。ＥＣＵ３０Ｅは、ウォーターポンプ１１及び切替弁２６に駆動信号を出力する。
【０１０８】
ＥＣＵ３０Ｅは、機能的な構成要素として、水温取得部３０１と、暖機判断部３０２と、水流切替部３０３Ｅと、を備えている。
【０１０９】
水温取得部３０１及び暖機判断部３０２は、第１実施形態において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【０１１０】
水流切替部３０３Ｅは、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する部分である。水流切替部３０３Ｅは、ウォーターポンプ１１及び切替弁２６を駆動することで水流切替制御を実行する。
【０１１１】
図２９に示されるように、切替弁２６は、第１弁２６ａ及び第２弁２６ｂを一体的に構成している。第１弁２６ａ及び第２弁２６ｂは、回転軸２６ｃを中心として回転可能なように構成されている。水流切替部３０３Ｅから駆動信号が入力されると、回転軸２６ｃが所定角度回転して第１弁２６ａ及び第２弁２６ｂを位置決めする。
【０１１２】
第１弁２６ａは、連通穴２６１と、連通穴２６２と、連通穴２６３と、を有している。第２弁２６ｂは、連通穴２６４と、連通穴２６５と、連通穴２６６と、を有している。
【０１１３】
図３０は、第１弁２６ａ及び第２弁２６ｂを所定角度回転させた場合の流路形成態様について説明するための図である。順方向流れを形成する場合、第１弁２６ａは、連通穴２６１及び連通穴２６２が冷却水通路５０の上流側及び下流側に向かうように回転駆動される。この場合、連通穴２６３は第１弁２６ａの内壁面と対向するので、連通穴２６３を通る水の流れは形成されない。順方向流れを形成する場合、第２弁２６ｂは、連通穴２６４及び連通穴２６５が冷却水通路５９の上流側及び下流側に向かうように回転駆動される。この場合、連通穴２６６は第２弁２６ｂの内壁面と対向するので、連通穴２６６を通る水の流れは形成されない。
【０１１４】
順方向流れを形成するように切替弁２６が駆動されると、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１１５】
逆方向流れを形成する場合、第１弁２６ａは、連通穴２６１が第２連絡通路５０２に向かい、連通穴２６３が冷却水通路５０の下流側に向かうように回転駆動される。この場合、連通穴２６２は第１弁２６ａの内壁面と対向するので、連通穴２６２を通る水の流れは形成されない。逆方向流れを形成する場合、第２弁２６ｂは、連通穴２６４が第１連絡通路５０１に向かい、連通穴２６６が冷却水通路５９の上流側に向かうように回転駆動される。この場合、連通穴２６５は第２弁２６ｂの内壁面と対向するので、連通穴２６５を通る水の流れは形成されない。
【０１１６】
逆方向流れを形成するように切替弁２６が駆動されると、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、第１連絡通路５０１、冷却水通路５９、冷却水通路５７，冷却水通路５２、冷却水通路５１、冷却水通路５０、第２連絡通路５０２、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１１７】
尚、第４実施形態に係る冷却システム２Ｅは、技術的に矛盾しない限り、第１実施形態に係る冷却システム２，２Ａや、第３実施形態に係る冷却システム２Ｃ，２Ｄと同等の作用効果を奏する。第３実施形態の変形例である冷却システム２Ｄに対し、三方弁を用いる点で作用効果が共通している。冷却システム２Ｅの切替弁２６は、回転軸２６ｃを回転駆動することで第１弁２６ａも第２弁２６ｂも駆動できるので、第１弁２６ａと第２弁２６ｂとの同調動作を実現しやすくなる。
【０１１８】
切替弁２６の変形例としての切替弁２６Ａについて、図３１及び図３２を参照しながら説明する。切替弁２６Ａは、本体部２６Ａａと、ソレノイド２６Ａｂと、ソレノイド２６Ａｃと、第１弁体２６Ａｄと、第２弁体２６Ａｅと、第３弁体２６Ａｆと、駆動軸２６Ａｇと、シール部材２６Ａｈと、を備えている。
【０１１９】
本体部２６Ａａの両端部に、それぞれソレノイド２６Ａｂと、ソレノイド２６Ａｃとが設けられている。駆動軸２６Ａｇは、ソレノイド２６Ａｂと、本体部２６Ａａと、ソレノイド２６Ａｃとを貫通するように設けられている。ソレノイド２６Ａｃに通電すると、図３１に示されるように、駆動軸２６Ａｇはソレノイド２６Ａｃ側に引き寄せられる。一方、ソレノイド２６Ａｂに通電すると、図３２に示されるように、駆動軸２６Ａｇはソレノイド２６Ａｂ側に引き寄せられる。
【０１２０】
駆動軸２６Ａｇは、第１弁体２６Ａｄ、第２弁体２６Ａｅ、及び第３弁体２６Ａｆを貫通している。第１弁体２６Ａｄ、第２弁体２６Ａｅ、及び第３弁体２６Ａｆは、駆動軸２６Ａｇの所定位置に固定されている。第１弁体２６Ａｄ、第２弁体２６Ａｅ、及び第３弁体２６Ａｆと本体部２６Ａａとの間には、シール部材２６Ａｈが配置されている。
【０１２１】
本体部２６Ａａには、冷却水通路５０、冷却水通路５９、第１連絡通路５０１、第２連絡通路５０２のそれぞれに繋がる開口部が設けられている。
【０１２２】
図３１に示されるように第１弁体２６Ａｄ、第２弁体２６Ａｅ、及び第３弁体２６Ａｆが位置決めされると、順方向流れを形成するように冷却水が流れる。第１弁体２６Ａｄは、第１連絡通路５０１に冷却水が流れないように、第１連絡通路５０１の連通口に対向配置される。第２弁体２６Ａｅは、第２連絡通路５０２に冷却水が流れないように、第２連絡通路５０２の連通口に対向配置される。第３弁体２６Ａｆは、いずれの冷却水通路も塞がない位置に配置される。
【０１２３】
図３１に示されるように切替弁２６Ａが駆動されると、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１２４】
図３２に示されるように第１弁体２６Ａｄ、第２弁体２６Ａｅ、及び第３弁体２６Ａｆが位置決めされると、逆方向流れを形成するように冷却水が流れる。第１弁体２６Ａｄは、いずれの冷却水通路も塞がない位置に配置される。第２弁体２６Ａｅは、ウォーターポンプ１１から冷却水通路５０を通った冷却水は受け入れるものの、流れこんだ冷却水が冷却水通路５０には流れず第１連絡通路５０１に流れるように、冷却水通路５０の下流側連通口に対向配置される。第３弁体２６Ａｆは、第２連絡通路５０２から流れ込んだ冷却水が冷却水通路５９に流れるように、冷却水通路５９の上流側連通口に対向配置される。
【０１２５】
図３２に示されるように切替弁２６Ａが駆動されると、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、第１連絡通路５０１、冷却水通路５９、冷却水通路５７，冷却水通路５２、冷却水通路５１、冷却水通路５０、第２連絡通路５０２、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１２６】
切替弁２６Ａは、駆動軸２６Ａｇを進退駆動することで第１弁体２６Ａｄも第２弁体２６Ａｅも第３弁体２６Ａｆも駆動できるので、第１弁体２６Ａｄと第２弁体２６Ａｅと第３弁体２６Ａｆとの同調動作を実現しやすくなる。
【０１２７】
続いて、第５実施形態に係る冷却システム２Ｆについて、図３３を参照しながら説明する。図３３に示されるように、本発明の第５実施形態に係る冷却システム２Ｆは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｆと、ＥＧＲバルブ３１と、スロットル３２と、ＥＧＲクーラ３３と、エンジンオイルクーラ３４と、トランスアクスルオイルウォーマ３５と、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１２８】
冷却水通路５２からは、冷却水通路６０及び冷却水通路６２が分岐している。冷却水通路６０は、スロットル３２及びＥＧＲバルブ３１に繋がっている。ＥＧＲバルブ３１からは、冷却水通路６１が延びている。冷却水通路６１は、ヒータコア１５を通って冷却水通路５７に繋がっている。
【０１２９】
ＥＧＲクーラ３３は、冷却水通路５７の途上に設けられている。冷却水通路６２は、エンジンオイルクーラ３４及びトランスアクスルオイルウォーマ３５に繋がっている。
【０１３０】
冷却システム２Ｅは、更に、一端側外部通路である冷却水通路５０と他端側外部通路である冷却水通路５９とを繋ぐ第１連絡通路５０１及び第２連絡通路５０２を備えている。
【０１３１】
第１連絡通路５０１は、冷却水通路５０の分岐部５０ａと冷却水通路５９の分岐部５９ａとを繋いでいる。第２連絡通路５０２は、冷却水通路５０の分岐部５０ｂと冷却水通路５９の分岐部５９ｂとを繋いでいる。分岐部５０ａは、分岐部５０ｂよりもウォーターポンプ１１の吐出口に近い上流側に設けられている。分岐部５９ａは、分岐部５９ｂよりもウォーターポンプ１１の吸込口に遠い上流側に設けられている。
【０１３２】
冷却システム２Ｅは、更に、ウォーターポンプ１１の吐出口から吐出された冷却水を、一端側外部通路である冷却水通路５０を経由して内燃機関１０を通り他端側外部通路である冷却水通路５９からウォーターポンプ１１の吸込み口に還流させる順方向流れと、第１連絡通路５０１を経由し他端側外部通路である冷却水通路５９を経由して内燃機関１０を通り一端側外部通路である冷却水通路５０及び第２連絡通路５０２から吸込口に還流させる逆方向流れとを切り替える切替弁２７を備えている。
【０１３３】
切替弁２７は、それぞれ三方弁である第１弁２７ａ及び第２弁２７ｂと、流量制御弁２７ａｂと、を有している。第１弁２７ａは、一端側外部通路である冷却水通路５０と第２連絡通路５０２との分岐部５０ｂに設けられている。第２弁２７ｂは、他端側外部通路である冷却水通路５９と第１連絡通路５０１との分岐部５９ａに設けられている。
【０１３４】
流量制御弁２７ａｂには、冷却水通路５７，５８，６３が繋がっている。冷却水通路６３は、エンジンオイルクーラ３４及びトランスアクスルオイルウォーマ３５と流量制御弁２７ａｂとを繋いでいる。
【０１３５】
続いて、図３４を参照しながら、冷却システム２Ｆに用いられる制御装置であるＥＣＵ３０Ｆについて説明する。ＥＣＵ３０Ｆは、水温センサ１９から出力される水温検出信号が入力される。ＥＣＵ３０Ｆは、ウォーターポンプ１１及び切替弁２７に駆動信号を出力する。
【０１３６】
ＥＣＵ３０Ｆは、機能的な構成要素として、水温取得部３０１と、暖機判断部３０２と、水流切替部３０３Ｆと、を備えている。
【０１３７】
水温取得部３０１及び暖機判断部３０２は、第１実施形態において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【０１３８】
水流切替部３０３Ｆは、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する部分である。水流切替部３０３Ｆは、ウォーターポンプ１１及び切替弁２７を駆動することで水流切替制御を実行する。
【０１３９】
図３５に一例として示されるように、切替弁２７は、回転軸２７ｃ及び内側本体部２７ｄを有している。内側本体部２７ｄは、回転軸２７ｃ回りに回転するように構成されている。内側本体部２７ｄには、連通穴２７１、連通穴２７７、流量調整開口部２７ｄａ、流量調整開口部２７ｄｂ、流量調整開口部２７ｄｃ、隔壁２７ｄｄが形成されている。
【０１４０】
連通穴２７１は、冷却水通路５０を通って内燃機関１０の一端部５１１に繋がっている。連通穴２７７は、冷却水通路５７，６３が繋がっている。内側本体部２７ｄの外側には、連通穴２７２、連通穴２７３、連通穴２７４、連通穴２７５、及び連通穴２７６が位置するように設けられている。
【０１４１】
図３６に示されるように、内側本体部２７ｄの外側には、外側本体部２７ｅが設けられている。連通穴２７２、連通穴２７３、連通穴２７４、連通穴２７５、及び連通穴２７６は、外側本体部２７ｅに設けられている。
【０１４２】
図３６に示される切替弁２７の状態は、順方向流れを形成する状態である。流量調整開口部２７ｄａは、連通穴２７４に対応する位置にある。連通穴２７４は、冷却水通路５８に繋がっている。ラジエータ１４を通った冷却水は、内側本体部２７ｄの内部に流れ込む。連通穴２７７は閉塞されていないので、ヒータコア１５、エンジンオイルクーラ３４及びトランスアクスルオイルウォーマ３５を通った冷却水も内側本体部２７ｄの内部に流れ込む。
【０１４３】
流量調整開口部２７ｄｂは、連通穴２７５に対応する位置にある。連通穴２７５は、冷却水通路５９に繋がっている。内側本体部２７ｄは、流量調整開口部２７ｄｂと流量調整開口部２７ｄｃとの間を隔壁２７ｄｄによって区切られている。流量調整開口部２７ｄａ及び連通穴２７７から流れ込んだ冷却水は、連通穴２７５から冷却水通路５９を経由してウォーターポンプ１１の吸込口に向かう。
【０１４４】
流量調整開口部２７ｄｃは、連通穴２７２に対応する位置にある。ウォーターポンプ１１の吐出口から吐出された冷却水は、冷却水通路５０を経由して、連通穴２７２及び流量調整開口部２７ｄｃを通って内側本体部２７ｄの内部に流れ込む。この流れ込んだ冷却水は、連通穴２７１を通って冷却水通路５０に流れ出る。
【０１４５】
図３７に示される切替弁２７の状態は、逆方向流れを形成する状態である。流量調整開口部２７ｄｂは、連通穴２７５に対応する位置にはる。ウォーターポンプ１１から吐出された冷却水は、連通穴２７５及び流量調整開口部２７ｄｂを通って内側本体部２７ｄの内部に流れ込む。この流れ込んだ冷却水は、連通穴２７７を通ってヒータコア１５、エンジンオイルクーラ３４及びトランスアクスルオイルウォーマ３５を経由して内燃機関１０に流れる。内燃機関１０から流出した冷却水は、連通穴２７１から内側本体部２７ｄの内部に流れ込む。
【０１４６】
流量調整開口部２７ｄｃは、連通穴２７３に対応する位置にある。内燃機関１０から流れ込んだ冷却水は、連通穴２７３及び流量調整開口部２７ｄｃを通ってウォーターポンプ１１の吸込口側に流れる。
【０１４７】
図３８に示される切替弁２７の状態は、順方向流れを形成する状態であって、図３６に示した状態を斜視図にしたものである。図３９に示される切替弁２７の状態は、冷却水の流れを止める状態を斜視図にしたものである。流量調整開口部２７ｄａ、流量調整開口部２７ｄｂ、流量調整開口部２７ｄｃはいずれも閉塞されている。図４０に示される切替弁２７の状態は、逆方向流れを形成する状態であって、図３７に示した状態を斜視図にしたものである。
【０１４８】
図４０は、切替弁２７のバルブ位置と流量との関係を示す図である。時刻ｔ１から時刻ｔ２においては、図４０に示される逆方向流れを形成した状態となっている。流量調整開口部２７ｄｂと連通穴２７６との重なり具合を調整することで、逆流する冷却水の流量を調整することができる。時刻ｔ２から時刻ｔ３においては、逆流する冷却水の流量を減少させている。
【０１４９】
時刻ｔ３から時刻ｔ４においては、図３９に示されるように、切替弁２７を止水状態としている。時刻ｔ４から時刻ｔ５においては、ヒータコア１５、エンジンオイルクーラ３４及びトランスアクスルオイルウォーマ３５から流れ込む冷却水の流量が支配的になるように切替弁２７を調整する。時刻ｔ６から時刻ｔ７においてはラジエータ１４にも冷却水が流れるように切替弁２７を調整する。時刻ｔ８以降は、前回で順方向流れを形成するように、切替弁２７を調整する。
【０１５０】
続いて、図４２を参照しながら、冷却システム２Ｆの暖機制御について説明する。図４２のステップＳ４０１において、水流切替部３０３Ｆは、切替弁２７を図３９に示されるような停止位置に回転する。ステップＳ４０１に続くステップＳ４０２では、ウォーターポンプ１１を駆動させる信号を出力する。ステップＳ４０２に続くステップＳ４０３では、水温取得部３０１が、水温センサ１９が検出する水温センサ温度Ｔを検出する。
【０１５１】
ステップＳ４０３に続くステップＳ４０４では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達しているか否かを判断する。暖機温度Ｔｈ１は、暖機温度Ｔｈ２よりも低い温度である。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達していなければ（ステップＳ４０４：ＮＯ）、ステップＳ４０１の処理に戻る。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ１に到達していれば（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、ステップＳ４０５の処理に進む。
【０１５２】
ステップＳ４０５では、水流切替部３０３Ｆが、切替弁２７を図３８に示される状態と図３９に示される状態とに交互になるように、正逆回転させる。内燃機関１０内の冷却水が一旦押し出されその後戻されという動きを繰り返すので、内燃機関１０内の冷却水温度の上昇が速くなり、暖機時間が短縮される。内燃機関１０内における冷却水の最高温度も、上限温度を超えないので、冷却水の沸騰を回避することができる。
【０１５３】
ステップＳ４０５に続くステップＳ４０６では、水温取得部３０１が水温Ｔを取得する。ステップＳ４０６に続くステップＳ４０７では、暖機判断部３０２が、水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達しているか否かを判断する。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していなければ（ステップＳ４０７：ＮＯ）、ステップＳ４０５の処理に戻る。水温センサ温度Ｔが暖機温度Ｔｈ２に到達していれば（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、ステップＳ４０８の処理に進む。
【０１５４】
ステップＳ４０８では、水流切替部３０３Ｆが、切替弁２７を、ヒータコア１５、エンジンオイルクーラ３４及びトランスアクスルオイルウォーマ３５から流れ込む冷却水の流量が支配的な状態から、ラジエータ１４からも冷却水が流れ込む状態になるように回転させる。ステップＳ４０８に続くステップＳ４０９では、切替弁２７を順方向において全開する。
【０１５５】
尚、第５実施形態に係る冷却システム２Ｆは、技術的に矛盾しない限り、第１実施形態に係る冷却システム２，２Ａや、第３実施形態に係る冷却システム２Ｃ，２Ｄと同等の作用効果を奏する。第３実施形態の変形例である冷却システム２Ｄに対し、三方弁を用いる点で作用効果が共通している。冷却システム２Ｆの切替弁２７は、回転軸２７ｃを回転駆動することで第１弁２７ａ及び第２弁２７ｂを駆動できるので、同調動作を実現しやすくなる。更に、流量調整開口部２７ｄａ，２７ｄｂ，２７ｄｃを設けているので、第１弁２７ａ及び第２弁２７ｂは流量調整可能なように構成されており、暖機完了後の段階的な流量調整を行うことができる。
【０１５６】
続いて、第６実施形態に係る冷却システム２Ｇについて、図４３を参照しながら説明する。図４３に示されるように、本発明の第６実施形態に係る冷却システム２Ｇは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｃと、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１５７】
冷却システム２Ｇは、更に、三方弁２８を備えている。三方弁２８は、冷却水通路５０の途上に設けられている。三方弁２８と、冷却水通路５０の分岐部７１１を繋ぐように連絡通路７１が設けられている。
【０１５８】
冷却システム２Ｇは、更に、逆止弁２９を備えている。逆止弁２９は、バイパス通路７０の途上に設けられている。バイパス通路７０は、冷却水通路５０の分流部７０１と冷却水通路５２の合流部７０２とを繋ぐように設けられている。逆止弁２９は、分流部７０１から合流部７０２に向けて冷却水を流すことができるように設けられている。
【０１５９】
ＥＣＵ３０Ｇが、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図４４に示す。順方向流れを形成する場合、ＥＣＵ３０Ｇは、三方弁２８の連絡通路７１側を閉塞し、冷却水通路５０側を冷却水が通過できるように制御する。図４４に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１６０】
ＥＣＵ３０Ｇが、逆方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図４５に示す。逆方向流れを形成する場合、ＥＣＵ３０Ｇは、三方弁２８の冷却水通路５０上流側を閉塞し、冷却水通路５０の内燃機関１０側から連絡通路７１に冷却水が通過できるように制御する。図４５に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、バイパス通路７０、冷却水通路５１、冷却水通路５０、連絡通路７１、冷却水通路５９を通ってウォーターポンプ１１に還流する。また、冷却水は、バイパス通路７０を通過した後に分流し、冷却水通路５２、冷却水通路５７，冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１６１】
上述したように、本実施形態における冷却システム２Ｇは、一端側外部通路である冷却水通路５０の分流部７０１から冷却水を分流し、内部通路である冷却水通路５１の他端部５１２側に繋がる他端側外部通路である冷却水通路５２に冷却水を再合流させるバイパス通路７０とバイパス通路７０に設けられている逆止弁２９と、冷却水通路５０の分流部７０１と一端部５１１との間に設けられている三方弁２８と、三方弁２８と他端部５１２に繋がる他端側外部通路である冷却水通路５９とを繋ぐ連絡通路７１と、を備えている。水流切替部を含むＥＣＵ３０Ｇは、ウォーターポンプ１１及び三方弁２８を制御することで水流切替制御を実行する。
【０１６２】
水流切替部を含むＥＣＵ３０Ｇは、分流部７０１から一端部５１１に冷却水が流れるように三方弁２８を切り替えウォーターポンプ１１を駆動し、一端部５１１から連絡通路７１に冷却水が流れるように三方弁２８を切り替えウォーターポンプ１１を駆動することで水流切替制御を実行する。
【０１６３】
第６実施形態に係る冷却システム２Ｇの変形例としての冷却システム２Ｈについて、図４６を参照しながら説明する。図４６に示されるように、冷却システム２Ｈは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｃと、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１６４】
冷却システム２Ｈは、冷却システム２Ｇの三方弁２８に代えて、流量調整多方弁４０を備えている。流量調整多方弁４０は、冷却水通路５０の途上に設けられている。流量調整多方弁４０と、冷却水通路５０の分岐部７１１を繋ぐように連絡通路７１が設けられている。
【０１６５】
ＥＣＵ３０Ｈが、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図４７に示す。順方向流れを形成する場合、ＥＣＵ３０Ｈは、流量調整多方弁４０の連絡通路７１側を閉塞し、冷却水通路５０側を冷却水が通過できるように制御する。図４７に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１６６】
ＥＣＵ３０Ｈが、逆方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図４８に示す。逆方向流れを形成する場合、ＥＣＵ３０Ｈは、三方弁２８の冷却水通路５０上流側を閉塞し、冷却水通路５０の内燃機関１０側から連絡通路７１に冷却水が通過できるように制御する。図４５に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、バイパス通路７０、冷却水通路５１、冷却水通路５０、連絡通路７１、冷却水通路５９を通ってウォーターポンプ１１に還流する。また、冷却水は、バイパス通路７０を通過した後に分流し、冷却水通路５２、冷却水通路５７，冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。
【０１６７】
流量調整多方弁４０は、図４６に示されるように、内燃機関１０に冷却水を流さないように全ての出入流口を閉塞することができる。この場合、図４９に示される冷却システム２Ｊのように、冷却水通路５２に排気熱回収器４１を設け、冷却水による排気熱回収を行うこともできる。
【０１６８】
続いて、第７実施形態に係る冷却システム２Ｋについて、図５０を参照しながら説明する。図５０に示されるように、本発明の第７実施形態に係る冷却システム２Ｋは、内燃機関１０と、ウォーターポンプ１１と、サーモスタット１３と、ラジエータ１４と、ヒータコア１５と、ＥＣＵ３０Ｋと、ＥＧＲバルブ３１と、スロットル３２と、ＥＧＲクーラ３３と、ウォーターポンプ３７と、を備えている。内燃機関１０、サーモスタット１３、ラジエータ１４，ヒータコア１５については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。ウォーターポンプ１１，３７は、正逆両方に回転し双方向に冷却水を吐出する機能は無くてもよく、一方向に冷却水を吐出できるものを用いることができる。冷却水通路５０，５１，５２，５６，５７，５８，５９についても、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１６９】
冷却水通路５２には多方弁３６が設けられている。多方弁３６からは、冷却水通路６０が分岐している。冷却水通路６０は、スロットル３２及びＥＧＲバルブ３１に繋がっている。ＥＧＲバルブ３１からは、冷却水通路６１が延びている。冷却水通路６１は、ヒータコア１５を通って冷却水通路５７に繋がっている。ＥＧＲクーラ３３は、冷却水通路５７の途上に設けられている。
【０１７０】
続いて、図５１を参照しながら、冷却システム２Ｋに用いられる制御装置であるＥＣＵ３０Ｋについて説明する。ＥＣＵ３０Ｋは、水温センサ１９から出力される水温検出信号が入力される。ＥＣＵ３０Ｋは、ウォーターポンプ１１，３７及び多方弁３６に駆動信号を出力する。
【０１７１】
ＥＣＵ３０Ｋは、機能的な構成要素として、水温取得部３０１と、暖機判断部３０２と、水流切替部３０３Ｋと、を備えている。
【０１７２】
水温取得部３０１及び暖機判断部３０２は、第１実施形態において説明したものと同様であるので説明を省略する。
【０１７３】
水流切替部３０３Ｋは、冷却水通路５１における冷却水の流れを、冷却水通路５１の一端部５１１から他端部５１２へと向かう順方向流れと、他端部５１２から一端部５１１へと向かう逆方向流れとに切り替える水流切替制御を実行する部分である。水流切替部３０３Ｆは、ウォーターポンプ１１，３７及び多方弁３６を駆動することで水流切替制御を実行する。
【０１７４】
水流切替部３０３Ｋが、水停止状態とする水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図５２に示す。水停止状態とする場合、水流切替部３０３Ｋは、多方弁３６の内燃機関１０側を閉塞する。水停止状態とする場合、水流切替部３０３Ｋは、ウォーターポンプ１１を停止し、ウォーターポンプ３７を駆動する。図５２に示されるように、冷却水はウォーターポンプ３７から吐出され、冷却水通路５２、ヒータコア１５、多方弁３６、冷却水通路６０、スロットル３２、ＥＧＲバルブ３１、冷却水通路６１、ヒータコア１５を通ってウォーターポンプ１１に還流する。
【０１７５】
水流切替部３０３Ｋが、順方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図５３に示す。順方向流れを形成する場合、水流切替部３０３Ｋは、多方弁３６の全経路を開放するように制御する。順方向流れとする場合、水流切替部３０３Ｋは、ウォーターポンプ１１を駆動し、ウォーターポンプ３７を停止する。図５２に示されるように、冷却水はウォーターポンプ１１から吐出され、冷却水通路５０、冷却水通路５１、冷却水通路５２，ヒータコア１５、ＥＧＲクーラ３３、冷却水通路５７、冷却水通路５９を通って、ウォーターポンプ１１に還流する。また、冷却水は、多方弁３６において冷却水通路６０に分流し、スロットル３２、ＥＧＲバルブ３１、冷却水通路６１、ヒータコア１５を通って冷却水通路５２に再合流する。
【０１７６】
水流切替部３０３Ｋが、逆方向流れとなる水流切替制御を実行する場合の冷却水の流れを図５４に示す。逆方向流れを形成する場合、水流切替部３０３Ｋは、多方弁３６の全経路を開放するように制御する。順方向流れとする場合、水流切替部３０３Ｋは、ウォーターポンプ１１を停止し、ウォーターポンプ３７を駆動する。図５４に示されるように、冷却水はウォーターポンプ３７から吐出され、冷却水通路５２、冷却水通路５１、冷却水通路５０、冷却水通路５７、ＥＧＲクーラ３３、冷却水通路５２を通って、ウォーターポンプ３７に還流する。また、冷却水は、多方弁３６において冷却水通路６０に分流し、スロットル３２、ＥＧＲバルブ３１、冷却水通路６１、ヒータコア１５を通って冷却水通路５２に再合流する。
【０１７７】
上述のように本実施形態では、他端部５１２に繋がる他端側外部通路である冷却水通路５２に設けられている他端側ウォーターポンプとしてのウォーターポンプ３７を備えている。ウォーターポンプ１１及びウォーターポンプ３７は、吐出方向が互いに対向するように配置されている。このように配置することで、ウォーターポンプ１１を駆動した場合の冷却水の流れと、ウォーターポンプ３７を駆動した場合の冷却水の流れとを逆方向にすることができるので、ウォーターポンプ１１とウォーターポンプ３７とを交互に駆動することで水流切替制御を実行することができる。
【０１７８】
水流切替部３０３Ｋは、ウォーターポンプ１１を駆動することで順方向流れを形成し、ウォーターポンプ３７を駆動することで逆方向流れを形成する。
【０１７９】
水停止制御を実行すると、内燃機関１０の燃費向上を図ることができる。図５５に示されるように、完全に水停止制御を実行しない場合に比較して、０．９％の燃費改善効果がある。
【０１８０】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【０１８１】
２：冷却システム
１０：内燃機関
１１：ウォーターポンプ
５０，５１：冷却水通路
５１１：一端部
５１２：他端部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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