(57)【要約】【課題】燃料消費率を向上させることのできる内燃機関の冷却装置及び内燃機関の冷却方法を提供する。【解決手段】循環ポンプ２３により供給される冷却水を、ヘッド冷却流路１３及びブロック冷却流路１４に流すことにより、シリンダを冷却する。また、各冷却流路１３，１４を通過した冷却水を、第１熱交換器２０、第２熱交換器２１を通すことにより、Ｔ／Ｍオイルとの間で熱交換して、該Ｔ／Ｍオイルの温度を上昇させる。そして、エンジンの始動後、触媒温度Ｔａが、予め設定した触媒活性温度Ｔth１に達した場合には、エンジンの圧縮比を、始動時の圧縮比である第１の圧縮比から、該第１の圧縮比よりも高い第２の圧縮比に変更する。こうすることにより、エンジン始動時における燃料消費率を向上させることができる。【選択図】図１
2015010528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変圧縮比エンジンを搭載したパワートレインを有する車両の、シリンダを冷却する内燃機関の冷却装置において、
車両に搭載される排ガス浄化触媒の温度を検知または推定する触媒温度取得手段と、
冷却水が流れることにより前記シリンダを冷却する冷却流路と、
前記冷却流路を通過した冷却水のうちの少なくとも一部と、前記パワートレインで使用される潤滑オイルとの間で熱交換する熱交換器と、
前記冷却水を循環させる循環ポンプと、
前記可変圧縮比エンジンの圧縮比を制御する圧縮比制御手段と、を有し、
前記圧縮比制御手段は、エンジン始動時には、第１の圧縮比でエンジンを始動し、その後、前記触媒温度取得手段で検知または推定される前記排ガス浄化触媒の温度が、予め設定した触媒活性温度に達した場合には、エンジンの圧縮比を前記第１の圧縮比よりも高い第２の圧縮比に変更すること
を特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記冷却流路は、前記シリンダを構成するシリンダブロックを冷却するブロック冷却流路と、シリンダヘッドを冷却するヘッド冷却流路の２系統を有し、
更に、
前記潤滑オイルの温度を検知または推定するオイル温度取得手段と、前記ブロック冷却流路を流れる冷却水、及びヘッド冷却流路を流れる冷却水の温度を個別に調整可能な温度調整手段と、を備え、
前記温度調整手段は、エンジンの始動後、前記潤滑オイルの温度が予め設定した所定オイル温度に達する前には、前記ブロック冷却流路及びヘッド冷却流路に流れる冷却水温度をほぼ同一温度とし、前記潤滑オイルの温度が前記所定オイル温度に達した際に、前記ブロック冷却流路に流れる冷却水の温度に対して、ヘッド冷却流路に流れる冷却水の温度が低下するように調整すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記温度調整手段は、
前記ブロック冷却流路の下流に設けられる第１切替弁と、前記ヘッド冷却流路の下流に設けられる第２切替弁と、前記第１切替弁及び第２切替弁を調整する切替弁調整手段と、を有し、
前記ほぼ同一温度とする際には、前記ブロック冷却流路より出力される冷却水と前記ヘッド冷却流路より出力される冷却水が共に前記熱交換器に供給されるように、前記第１切替弁、及び第２切替弁を調整し、
前記ヘッド冷却流路に流れる冷却水の温度を低下させる場合には、前記ブロック冷却流路より出力される冷却水のみが前記熱交換器に供給されるように、前記第１切替弁、及び第２切替弁を調整することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
可変圧縮比エンジンを搭載したパワートレインを有する車両の、シリンダを冷却する内燃機関の冷却方法において、
循環ポンプにより供給される冷却水を、シリンダに設けられた冷却流路に流すことにより、シリンダを冷却する工程と、
前記シリンダを通過した冷却水を、熱交換器を通すことにより前記パワートレインで使用される潤滑オイルとの間で熱交換して、該潤滑オイルの温度を上昇させる工程と、
車両に搭載される排ガス浄化触媒の温度を検知または推定する工程と、
エンジンの始動後、前記排ガス浄化触媒の温度が、予め設定した触媒活性温度に達した場合には、エンジンの圧縮比を、始動時の圧縮比である第１の圧縮比から、該第１の圧縮比よりも高い第２の圧縮比に変更する工程と、
を有することを特徴とする内燃機関の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される内燃機関を冷却する冷却装置、及び内燃機関の冷却方法に係り、特に、燃料消費率を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるパワートレインは、Ｔ／Ｍ（トランスミッション）オイルの温度を早期に高めることにより、フリクションを低減させて燃料消費率を向上させることが望まれる。また、引用文献１には、排気ガス浄化触媒の温度を迅速に高めることについて記載されており、暖機が完了する前の圧縮比を、暖機が完了する後の圧縮比よりも低くすることが示されている。しかし、特許文献１に開示された技術は、排気ガス温度を上昇させて、触媒温度を活性化温度に達するように調整する構成であり、Ｔ／Ｍオイルの温度を上昇させるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００９／０９１０７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、特許文献１に開示された従来例は、エンジン始動時において、Ｔ／Ｍオイルの温度を上昇させることについての記載は無く、より一層の燃料消費率の向上を達成できるものではなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、燃料消費率を向上させることのできる内燃機関の冷却装置及び内燃機関の冷却方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明は、触媒温度を検知または推定する触媒温度取得手段と、冷却水が流れることによりシリンダを冷却する冷却流路と、冷却流路を通過した冷却水のうちの少なくとも一部と、パワートレインで使用される潤滑オイルとの間で熱交換する熱交換器と、冷却水を循環させる循環ポンプと、可変圧縮比エンジンの圧縮比を制御する圧縮比制御手段と、を備える。そして、圧縮比制御手段は、エンジン始動時には、第１の圧縮比でエンジンを始動し、その後、触媒温度が、予め設定した触媒活性温度に達した場合には、エンジンの圧縮比を前記第１の圧縮比よりも高い第２の圧縮比に変更する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の冷却装置及び内燃機関の冷却方法では、エンジンの始動後、触媒温度が予め設定した触媒活性温度に達した時点で、エンジンの圧縮比を高めるように調整しているので、潤滑オイルの温度を早期に暖機判定温度に到達させることができる。その結果、燃料消費率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置が搭載されたパワートレインの構成を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置の、処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置の、各信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置の、損益分岐曲線を示す特性図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置が搭載されたパワートレインの、エンジンオイル及びＴ／Ｍオイル加温時の冷却水の流れを示す説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置が搭載されたパワートレインの、ヘッド冷却水温度を低下させる際の冷却水の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、内燃機関としてシリンダブロックとシリンダヘッドを備えるエンジンを例に挙げて説明する。また、該エンジンは、圧縮比を変更する機能を備える圧縮比可変エンジンである。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の冷却装置を含むパワートレインの構成を示す説明図である。図１に示すパワートレイン（エンジン、動力伝達機構の総称）は、シリンダヘッド１１と、シリンダブロック１２、及びＣＶＴ２２（Continuously Variable Transmission）を備えている。
【００１１】
また、シリンダヘッド１１を冷却するための冷却水を流すヘッド冷却流路１３及びシリンダブロック１２を冷却するための冷却水を流すブロック冷却流路１４と、各冷却流路１３，１４に冷却水を循環させるための循環ポンプ２３と、を備える。更に、ヘッド冷却流路１３の出口端部（下流）に設けられるヘッド側四方弁１７（第２切替弁）と、ブロック冷却流路１４の出口端部（下流）に設けられるブロック側四方弁１８（第１切替弁）と、エンジンオイルとの間で熱交換する第１熱交換器２０と、パワートレインで使用されるＴ／Ｍオイル（トランスミッションオイル；潤滑オイル）との間で熱交換する第２熱交換器２１と、ラジエータ１９、及び冷却装置全体を総括的に制御するコントローラ１０を備えている。
【００１２】
循環ポンプ２３は、例えば電動モータで駆動するポンプであり、該循環ポンプ２３の出力部に接続された流路（例えば、配管）は、２系統の流路に分岐され、このうち一方の流路は、シリンダヘッド１１を冷却するためのヘッド冷却流路１３とされている。また、他方の流路は、シリンダブロック１２を冷却するためのブロック冷却流路１４とされている。
【００１３】
ヘッド冷却流路１３の出口端部はヘッド側四方弁１７に接続され、ブロック冷却流路１４の出口端部はブロック側四方弁１８に接続されている。ヘッド側四方弁１７は、コントローラ１０より出力される制御信号Ｓｈにより、ヘッド冷却流路１３に流れる冷却水を、ブロック側四方弁１８側、或いはラジエータ１９側のいずれかに切り替えるように作動する。即ち、ヘッド側四方弁１７の一つ目の分岐路は、流路Ｌ１を介してブロック側四方弁１８に接続され、二つ目の分岐路は、流路Ｌ２を介してラジエータ１９に接続されており、制御信号Ｓｈにより出力側の流路が切り替えられる。
【００１４】
また、ブロック側四方弁１８は、コントローラ１０より出力される制御信号Ｓｂにより、ブロック冷却流路１４に流れる冷却水を、ヘッド側四方弁１７側、或いは熱交換器（第１熱交換器２０、第２熱交換器２１）側に切り替えるように作動する。即ち、ブロック側四方弁１８の一つ目の分岐路は、流路Ｌ１を介してヘッド側四方弁１７に接続され、二つ目の流路Ｌ３は、更に２系統に分岐して第１熱交換器２０、及び第２熱交換器２１に接続されており、制御信号Ｓｂにより出力側の流路が切り替えられる。
【００１５】
第１熱交換器２０は、低温側（熱を吸収する側）にエンジンオイルが供給され、高温側（熱を放出する側）にシリンダを通過した冷却水（流路Ｌ３を経由した冷却水）のうちの少なくとも一部が供給される。また、第２熱交換器２１は、低温側にＴ／Ｍオイルが供給され、高温側にシリンダを通過した冷却水（流路Ｌ３を経由した冷却水）の少なくとも一部が供給される。従って、シリンダを通過した冷却水（温度が上昇した冷却水）からエンジンオイル、或いはＴ／Ｍオイルに熱が伝達されて、各オイルの温度を上昇させる。第１熱交換器２０、及び第２熱交換器２１の出口側となる冷却水配管は、循環ポンプ２３の入り口側に接続される。
【００１６】
ラジエータ１９は、流路Ｌ２を経由して供給される冷却水（温度が上昇した冷却水）を冷却する。該ラジエータ１９の出口側となる冷却水配管は、循環ポンプ２３の入口側に接続される。
【００１７】
また、ヘッド冷却流路１３の出口付近には、該ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度を測定或いは推定するヘッド温度検出部１５が設けられている。更に、ブロック冷却流路１４の出口付近には、該ブロック冷却流路１４を流れる冷却水の温度を測定或いは推定するブロック温度検出部１６が設けられている。そして、ヘッド温度検出部１５で検出されたヘッド冷却水温度Ｔｈ、及びブロック温度検出部１６で検出されたブロック冷却水温度Ｔｂの各データは、コントローラ１０に出力される。ここで、「測定或いは推定」とは、センサ等により直接温度を測定ことや、流量等の各種の要因に基づいて間接的に求めることを含む。
【００１８】
更に、本実施形態に係る冷却装置は、車両に搭載される排ガス浄化触媒の温度（以下、触媒温度Ｔａという）を測定或いは推定する触媒温度検出部２５（触媒温度取得手段）を有している。また、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅを検出するオイル温度検出部２６（オイル温度取得手段）を備えている。
【００１９】
触媒温度検出部２５は、センサを用いて直接温度を測定することや、下記の演算により触媒温度を推定することにより触媒温度を取得する。即ち、１燃焼当たりの供給熱量は「（１燃焼の燃料噴射量）×（点火時期補正係数）×（エンジン回転補正係数）」で演算できる。更に、この１燃焼当たりの供給熱量を累積することにより、累積供給熱量を推定できる。そして、この累積供給熱量に基づいて触媒の温度を推定できる。
【００２０】
コントローラ１０は、ヘッド温度検出部１５で検出される冷却水温度Ｔｈ、及びブロック温度検出部１６で検出される冷却水温度Ｔｂのデータを取得する。更に、触媒温度検出部２５で検出される触媒温度Ｔａ、及びオイル温度検出部２６で検出されるＴ／Ｍオイルの温度Ｔｅを取得する。そして、これらの温度に基づいて、エンジンの圧縮比を変更する制御を行う。具体的には、後述するように、エンジンの始動後、触媒温度Ｔａが予め設定した触媒活性温度Ｔth１に達する前には、エンジンの圧縮比を第１の圧縮比に設定する。触媒活性温度Ｔth１に達した後には、エンジンの圧縮比を第１の圧縮比よりも高い第２の圧縮比に設定する。即ち、コントローラ１０は、可変圧縮比エンジンの圧縮比を制御する圧縮比制御手段としての機能を備えている。
【００２１】
更に、コントローラ１０は、ヘッド側四方弁１７、及びブロック側四方弁１８の開度を適宜調整して、ヘッド冷却流路１３、及びブロック冷却流路１４を流れる冷却水の温度を個別に調整可能な温度調整手段としての機能を備えている。
【００２２】
また、コントローラ１０は、オイル温度検出部２６で検出されるＴ／Ｍオイルの温度Ｔｅを取得し、このＴ／Ｍオイルの温度Ｔｅが予め設定した暖機判定温度Ｔth２（所定オイル温度）に達した場合には、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度が低下するように、ブロック側四方弁１８、及びヘッド側四方弁１７を制御する。即ち、コントローラ１０は、第１切替弁（ブロック側四方弁１８）及び第２切替弁（ヘッド側四方弁１７）を調整する切替弁調整手段としての機能を備えている。
【００２３】
なお、コントローラ１０は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
【００２４】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る内燃機関の冷却装置の作用について、図２に示すフローチャート、及び図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。図３において、（ａ）は時刻ｔ０でエンジンを始動させた場合の、触媒温度Ｔａの変化を示す特性図、（ｂ）は圧縮比の変化を示す特性図、（ｃ）は、シリンダヘッド１１の壁温の変化を示す特性図、（ｄ）はヘッド温度検出部１５で検出される冷却水の温度変化を示す特性図、（ｅ）は、Ｔ／Ｍオイルの温度変化を示す特性図である。また、（ｂ）〜（ｅ）において、点線で示す特性曲線は、圧縮比を変化させない場合（即ち、本発明を適用しない場合）の特性を示す。
【００２５】
初めに、図２に示すステップＳ１１において、車両のエンジンを始動させる（図３の時刻ｔ０）。次いで、ステップＳ１２において、コントローラ１０は、循環ポンプ２３を作動させて、ヘッド冷却流路１３及びブロック冷却流路１４に冷却水を供給する。この際、図５に示すように、ヘッド側四方弁１７は流路Ｌ１側が開放され、ブロック側四方弁１８は流路Ｌ１、Ｌ３側が開放される。従って、ヘッド冷却流路１３を通過した冷却水は、流路Ｌ１を経由して流路Ｌ３に導入される。一方、ブロック冷却流路１４を通過した冷却水についても同様に、流路Ｌ３に導入される。このため、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２を通過して温度が上昇した冷却水は、第１熱交換器２０、及び第２熱交換器２１に供給されることになる。
【００２６】
第１熱交換器２０では、熱せられた冷却水の熱がエンジンオイルに伝達されるので、エンジンオイルの温度が上昇する。第２熱交換器２１では、熱せられた冷却水の熱がＴ／Ｍオイルに伝達されるので、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅが上昇する。
【００２７】
一方、各熱交換器２０，２１を通過した冷却水は、各熱交換器２０，２１にて熱を奪われることにより温度が低下する。そして、循環ポンプ２３に供給され、再度ヘッド冷却流路１３及びブロック冷却流路１４に送出される。
【００２８】
一方、エンジンが始動することにより、排ガス処理用触媒の温度（触媒温度Ｔａ）が上昇する。この温度は、触媒温度検出部２５により検出される。具体的には、上述した手法（累積供給熱量に基づいて触媒温度を求める手法）により、触媒温度Ｔａが検出される。
【００２９】
そして、ステップＳ１３において、触媒温度が予め設定した触媒活性温度Ｔth１に達したか否かを判断する。図３（ａ）の時刻ｔ１にて触媒活性温度Ｔth１に達した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４において、コントローラ１０は、エンジンの圧縮比を上昇させる。例えば、圧縮比を「１０：１」（第１の圧縮比）から「１４：１」（第１の圧縮比よりも大きい第２の圧縮比）のように上昇させる（図３（ｂ）参照）。
【００３０】
その結果、エンジンの冷却損失が増大するので、シリンダヘッド１１の壁温が上昇し、更には、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水温度が上昇する（図３（ｃ）、（ｄ）のｔ１〜ｔ２参照）。これにより、第１熱交換器２０及び第２熱交換器２１を通過する冷却水（熱せられた冷却水）の温度が上昇するので、該冷却水と熱交換するエンジンオイル、及びＴ／Ｍオイルの温度が上昇する（図３（ｅ）のｔ１〜ｔ２参照）。
【００３１】
ステップＳ１５にて、コントローラ１０は、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅが予め設定した暖機判定温度Ｔth２に達したか否かを判断する。そして、暖機判定温度Ｔth２に達した場合には（図３（ｅ）の時刻ｔ２）、Ｔ／Ｍオイルのフリクション（摩擦）が低下するので、燃料消費率を向上させることができる。即ち、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅの、これ以上の上昇が不要となる。従って、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度を低下させることが可能となり、この時点（時刻ｔ２）でシリンダヘッド１１の温度を低下させる。即ち、時刻ｔ２までは、ヘッド冷却流路１３及びブロック冷却流路１４に流れる冷却水はほぼ同一温度であり、ステップＳ１６において、コントローラ１０は、ヘッド冷却流路１３に流れる冷却水を熱交換器２０，２１側に流さず、ラジエータ１９側に流すことにより、シリンダヘッド１１の温度を低下させる。
【００３２】
具体的には、図６に示すように、コントローラ１０の制御にて、ヘッド側四方弁１７の、流路Ｌ１側を閉鎖し、流路Ｌ２側を開放する。また、ブロック側四方弁１８の、流路Ｌ１側を閉鎖し、流路Ｌ３側を開放する。こうすることにより、ヘッド冷却流路１３を流れた冷却水は、ラジエータ１９を経由して冷却された後、循環ポンプ２３に送出されることになる。一方、ブロック冷却流路１４を流れた冷却水は、第１熱交換器２０、及び第２熱交換器２１を通過して循環ポンプ２３に送出されることになる。その結果、シリンダブロック１２のブロック冷却流路１４を流れる冷却水の温度は、通常通りに上昇し（図３（ｄ）の点線に示す曲線のように上昇し）、シリンダヘッド１１のヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度は図３（ｄ）の時刻ｔ２〜ｔ３の期間（実線）に示すように、温度が低下する。
【００３３】
つまり、エンジンの始動開始時においては、早期にオイル温度を上昇させて、オイルのフリクションを低減させたいという要望があり、そのためには、冷却水温度を上昇させる必要がある。その一方で、エンジン始動時のノッキングを防止するために、シリンダヘッド１１の壁温を低下させたいという要望があり、そのためには、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度を低下させる必要がある。
【００３４】
本実施形態では、図３に示す時刻ｔ１にて圧縮比を上昇させることにより、早期にオイル温度を上昇させ、更に、オイル温度が上昇した場合には、ヘッド冷却流路１３に流れる冷却水温度を低下させることにより、上記の２つの要望に対処している。
【００３５】
ここで、同一の循環ポンプ２３より供給される冷却水により、シリンダヘッド１１温度が低下し、シリンダブロック１２の温度が低下しない理由について説明する。ヘッド側四方弁１７の開度、及びブロック側四方弁１８の開度を調整することにより、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水、及びブロック冷却流路１４を流れる冷却水の流速、流量を調整できる。従って、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の方が、ブロック冷却流路１４を流れる冷却水よりも、流速、流量が多くなるように調整すれば、ヘッド冷却流路１３の出口付近（ヘッド側四方弁１７の手前）での冷却水温度を低下させることができる。つまり、シリンダブロック１２の温度を現状維持とし、シリンダヘッド１１の温度のみを低下させることができる。
【００３６】
以下、本実施形態を採用しない場合、即ち、圧縮比を変更しない場合と、本実施形態を採用する場合、即ち、圧縮比を変更する場合との対比について説明する。
【００３７】
図３（ｂ）〜（ｅ）の点線で示す曲線は、圧縮比を変更しない場合の特性を示している。圧縮比を変更しない場合には、エンジンの冷却損失が増大しないので、図３（ｃ）の点線に示すように、時刻ｔ１の経過後、シリンダヘッド１１の温度は緩やかに上昇する。従って、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度は、図３（ｄ）の点線に示すように、緩やかに上昇する。
【００３８】
更に、冷却水の温度上昇が遅いことにより、図３（ｅ）に示すように、Ｔ／Ｍオイルの温度も緩やかに上昇する。従って、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅが暖機判定温度Ｔth２に達するまでに長時間を要してしまう。即ち、本実施形態を採用した場合（実線の場合）には、時刻ｔ２で暖機判定温度Ｔth２に達しているが、本実施形態を採用しない場合（点線の場合）には時刻ｔ３において、暖機判定温度Ｔth２に達している。つまり、この時刻ｔ３に達するまでは、シリンダヘッド１１の温度を低下させることができず、燃料消費率の向上を図ることができない。
【００３９】
これに対して、本実施形態を採用した場合には、時刻ｔ３よりも早い時点である時刻ｔ２にてＴ／Ｍオイルの温度Ｔｅが暖機判定温度Ｔth２に達するので、この時刻ｔ２の時点で、シリンダヘッド１１の温度を低下させることが可能となる。従って、圧縮比を増大させることにより、オイル温度を早期に暖機判定温度Ｔth２に到達させることができることが理解される。
【００４０】
次に、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度を低下させる判断基準について、図４に示す損益分岐曲線を参照して説明する。
【００４１】
エンジン始動後、時間の経過と共にＴ／Ｍオイルの温度Ｔｅは上昇するので、これに伴ってパワートレインの内部に発生するフリクションは低減する。よって、フリクションの低減による燃料消費率の向上量は、エンジン始動後からの時間経過と共に増加する。一方、エンジン始動後、時間の経過と共にシリンダヘッド１１の温度は上昇するので、ノッキング等の異常燃焼時に点火時期を遅らせる量（リタード量）が増加する。よって、エンジン始動からの積算リタード量に基づく燃料消費率の向上量は、エンジン始動後からの時間経過と共に減少する。
【００４２】
そこで、コントローラ１０は、始動時から積算した、パワートレインの内部で発生するフリクションの低下による燃料消費率の改善量と、内燃機関の点火時期のリタード量低減による燃料消費率の改善量との大小関係が逆転するか否かを判断する。コントローラ１０は、大小関係が逆転した時点（損益分岐時）で、ヘッド冷却流路１３を流れる冷却水の温度を低下させる。即ち、図４に示す曲線ｑ１は、フリクションによる燃料消費率の向上量を示し、曲線ｑ３は、積算リタード量に基づく燃料消費率の向上量を示している。また、横軸は、ヘッド冷却流路１３に流れる冷却水温度の高温継続時間を示している。従って、高温継続時間を、曲線ｑ１と曲線ｑ３の交点となる時間Ｔ１とすることにより、最も効率を高めることができる。
【００４３】
そして、本実施形態では、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅを早期に暖機判定温度Ｔth２に到達させることができるので、曲線ｑ１が図４中の左上側にシフトすることになり、曲線ｑ２に示す特性となる。従って、曲線ｑ２と曲線ｑ３の交点となる時間Ｔ２とすることができ、燃料消費率を向上させることができる。
【００４４】
このようにして、本実施形態に係る内燃機関の冷却装置では、エンジンの始動後、排ガス処理用触媒の温度が、予め設定した活性化温度Ｔth１に達した時点で、エンジンの圧縮比を高めるように調整しているので、Ｔ／Ｍオイル温度を早期に暖機判定温度Ｔth２に到達させることができる。その結果、シリンダヘッド１１の温度を早期に低下させることができるので、燃料消費率を向上させることができる。
【００４５】
即ち、図３に示した時刻ｔ２において、シリンダヘッド１１の温度を低下させることができ、従来と対比して早期にノッキングを抑制することができるので、良好な燃料消費率での運転状態に早期に移行させることができる。
【００４６】
また、排ガス処理用の触媒温度Ｔａが、触媒活性温度Ｔth１に達した時点で（図３の時刻ｔ１）で圧縮比を上昇させているので、確実に排ガス処理を行うことができる。
【００４７】
更に、Ｔ／Ｍオイル温度が暖機判定温度Ｔth２に達した時点で、ヘッド冷却流路１３に流れる冷却水温度を低下させるので、早期にシリンダヘッド１１の温度を低下させることができ、ノッキングの発生を防止できる。その結果、燃料消費率を向上させることが可能となる。
【００４８】
また、ヘッド側四方弁１７、及びブロック側四方弁１８を備え、シリンダヘッド１１とシリンダブロック１２の温度を同一にする場合には、ヘッド冷却流路１３及びブロック冷却流路１４を流れる冷却水が共に熱交換器（第１熱交換器２０、第２熱交換器２１）に流れるようにし、シリンダヘッド１１の温度のみを低下させる場合には、ブロック冷却流路１４より出力される冷却水のみを熱交換器に供給し、ヘッド冷却流路１３より出力される冷却水をラジエータ１９に供給するので、簡単な操作で、且つ確実にシリンダヘッド１１の温度を低下させることが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の内燃機関の冷却装置、及び内燃機関の冷却方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００５０】
例えば、上述した実施形態では、循環ポンプ２３の出力を、ヘッド冷却流路１３、及びブロック冷却流路１４の２系統に分岐して、シリンダヘッド、及びシリンダブロックを冷却する例について説明したが、１系統のみの冷却流路でシリンダ内を冷却する構成としてもよい。この場合には、Ｔ／Ｍオイルの温度Ｔｅが暖機判定温度Ｔth２に達した後に、シリンダヘッド、シリンダブロックの区別なく、シリンダ温度を低下させることにより、ノッキングの影響を回避することができ、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、エンジン始動時における燃料消費率を向上させることに利用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  コントローラ（圧縮比制御手段、切替弁調整手段、温度調整手段）
１１  シリンダヘッド
１２  シリンダブロック
１３  ヘッド冷却流路（冷却流路）
１４  ブロック冷却流路（冷却流路）
１５  ヘッド温度検出部
１６  ブロック温度検出部
１７  ヘッド側四方弁（温度調整手段、第２切替弁）
１８  ブロック側四方弁（温度調整手段、第１切替弁）
１９  ラジエータ
２０  第１熱交換器（熱交換器）
２１  第２熱交換器（熱交換器）
２３  循環ポンプ
２５  触媒温度検出部（触媒温度取得手段）
２６  オイル温度検出部（オイル温度取得手段）
【図１】
2015010528.tif 000003
【図２】
2015010528.tif 000004
【図３】
2015010528.tif 000005
【図４】
2015010528.tif 000006
【図５】
2015010528.tif 000007
【図６】
2015010528.tif 000008