(57)【要約】【課題】複数の冷却経路を備える内燃機関において過熱を抑制する。【解決手段】水に所定成分を加えた混合液を冷却水として用いる内燃機関の冷却システムにおいて、シリンダブロック１１に冷却水を流通させる第１通路６１と、シリンダヘッド２１に冷却水を流通させ、第１通路６１とは所定成分の濃度が異なる冷却水を流通させる第２通路６２と、第１通路６１と第２通路６２とを連通する連通路４１，４３と、連通路４１，４３に設けられ開いたときには冷却水を流通させ閉じたときには冷却水の流通を遮断する遮断弁４２，４４と、内燃機関１の温度を取得する取得装置５１と、内燃機関の温度が所定値以上のときに遮断弁４２，４４を開く制御装置５０と、を備える。【選択図】図１
2012102625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に所定成分を加えた混合液を冷却水として用いる内燃機関の冷却システムにおいて、
シリンダブロックに冷却水を流通させる第１通路と、
前記第１通路とは異なる通路であって、シリンダヘッドに冷却水を流通させ、第１通路とは前記所定成分の濃度が異なる冷却水を流通させる第２通路と、
前記第１通路と前記第２通路とを連通する連通路と、
前記連通路に設けられ開いたときには冷却水を流通させ閉じたときには冷却水の流通を遮断する遮断弁と、
前記内燃機関の温度を取得する取得装置と、
前記取得装置により取得される前記内燃機関の温度が所定値以上のときに前記遮断弁を開く制御装置と、
を備える内燃機関の冷却システム。
【請求項２】
前記第１通路には、前記第２通路よりも前記所定成分の濃度が高い冷却水を流通させる請求項１に記載の内燃機関の冷却システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記遮断弁を制御する請求項１または２に記載の内燃機関の冷却システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記第１通路を流通する冷却水と前記第２通路を流通する冷却水との要求される交換量を算出し、前記遮断弁を開いてからの冷却水の交換量が前記要求される交換量に達するまで前記遮断弁を開く請求項３に記載の内燃機関の冷却システム。
【請求項５】
前記第１通路および前記第２通路に冷却水を流通させるポンプを夫々設け、
前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記ポンプの少なくとも一方で要求される仕事量を算出し、該要求される仕事量に基づいて前記遮断弁を制御する請求項３または４に記載の内燃機関の冷却システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記ポンプの少なくとも一方で要求される仕事量を算出し、前記遮断弁を開いてからの前記ポンプの仕事量が前記要求される仕事量となるまで前記遮断弁を開く請求項５に記載の内燃機関の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の冷却系において、シリンダヘッドとシリンダブロックとで別の冷却経路を設け、シリンダブロック側の冷媒の流量を制御可能なシステムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、２つの冷却経路を設け、夫々に比熱の異なる冷媒を用いるシステムが知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、内燃機関の過熱を抑制するために冷却水の比熱を大きくすることが知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
しかし、冷却経路を２経路設けて、夫々に比熱の異なる冷媒を用い、夫々の冷却経路で冷却水の流量を制御したとしても、たとえば一方の冷却経路で冷媒が劣化して必要な冷却性能が得られなくなったり、比熱が高いほうの冷却経路で内燃機関が過熱したりする虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０２−１３１０２３号公報
【特許文献２】実開昭６４−０５１７２３号公報
【特許文献３】特開２０００−０５３９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の冷却経路を備える内燃機関における過熱を抑制する技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の冷却システムは、
水に所定成分を加えた混合液を冷却水として用いる内燃機関の冷却システムにおいて、
シリンダブロックに冷却水を流通させる第１通路と、
前記第１通路とは異なる通路であって、シリンダヘッドに冷却水を流通させ、第１通路とは前記所定成分の濃度が異なる冷却水を流通させる第２通路と、
前記第１通路と前記第２通路とを連通する連通路と、
前記連通路に設けられ開いたときには冷却水を流通させ閉じたときには冷却水の流通を遮断する遮断弁と、
前記内燃機関の温度を取得する取得装置と、
前記取得装置により取得される前記内燃機関の温度が所定値以上のときに前記遮断弁を開く制御装置と、
を備える。
【０００７】
第１通路と第２通路とは連通路以外では連通していないため、遮断弁を閉じているときには両通路を流通している冷却水は混ざり合わない。一方、遮断弁を開くと、第１通路および第２通路に流通している冷却水が連通路を介して交換される。これにより、両通路を流れる冷却水中の所定成分の濃度が互いに近づく。ここで、所定成分の濃度が異なる冷却水では、比熱が異なるため、温度の上昇のし易さが異なる。そして、この所定成分の濃度を異ならせることで、暖機性能の向上と過熱の抑制とを両立することができる。
【０００８】
たとえば、運動する部品が多く備わるシリンダブロックでは、冷却水の温度を上昇し易くすることで暖機性能を向上させることができる。これによりＣＯ２の排出量を減少させることができる。また、ヒータコアなどの部品に流通する冷却水は早期に温度上昇させることにより、ヒータ性能を向上させることができる。一方、シリンダヘッドは温度が上昇し易い。このために冷却水の温度の上昇を抑制することにより内燃機関の過熱を抑制できる。このように、シリンダブロックとシリンダヘッドとで要求される冷却能力が異なる。これに対し、それぞれの部材を流通する冷却水の所定成分の濃度を異ならせることで、両部材で要求される冷却能力に合わせた冷却水を循環させることができる。なお、所定成分の濃度が異なることは、たとえば比熱、粘度、または熱伝導率が異なることとしてもよい。
【０００９】
このように、シリンダブロックとシリンダヘッドとで所定成分の濃度が異なる冷却水を流通させたとしても、内燃機関が過熱する虞がある。すなわち、所定成分の濃度が高いと、暖機性能は高くなるが、過熱する虞がある。また、所定の成分の濃度が低いと、冷却水が劣化し易くなるため、冷却性能が低下して過熱する虞がある。このように内燃機関が過熱する虞があるとき、すなわち、内燃機関の温度が所定値以上のときに、遮断弁を開いている。ここで、所定成分の濃度が高いと冷却水の温度が上昇し易いが、遮断弁を開くことにより該所定成分の濃度が下降するため、冷却水の温度を低下させることができる。これにより、内燃機関の過熱を抑制することができる。一方、所定成分の濃度が低いと冷却水が劣化し易いが、遮断弁を開くことにより該所定成分の濃度が上昇するため、冷却能力を回復させることができる。これにより、内燃機関の過熱を抑制することができる。
【００１０】
なお、所定成分は、たとえば凍結を防止するための成分または防錆剤としてもよい。また、所定値は、遮断弁を開かなければ内燃機関が過熱する温度とすることができる。また、内燃機関の温度は、冷却水またはオイルの温度としてもよい。この冷却水またはオイルは、シリンダブロックまたはシリンダヘッドの少なくとも一方の冷却水またはオイルであってもよい。
【００１１】
本発明においては、前記第１通路には、前記第２通路よりも前記所定成分の濃度が高い冷却水を流通させてもよい。
【００１２】
すなわち、シリンダブロックは早期に温度が上昇するように所定成分の濃度を高くし、シリンダヘッドは過熱を抑制するように所定成分の濃度を低くすることで、早期暖機と過熱抑制とを両立することができる。しかし、シリンダブロックでは冷却水の温度が高くなりすぎる虞もある。また、シリンダヘッドでは冷却水が劣化して冷却水の温度が高くなりすぎる虞もある。これに対し、内燃機関の温度が所定値以上となったときにはシリンダブロックを流通する冷却水の所定成分の濃度を下降させ、またはシリンダヘッドを流通する冷却水の所定成分の濃度を上昇させることにより、該内燃機関の温度を低下させることができるため、内燃機関の過熱を抑制できる。
【００１３】
本発明においては、前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記遮断弁を制御することができる。
【００１４】
ここで、内燃機関の温度と該温度の目標値との差が大きいほど、第１通路を流通する冷却水と第２通路を流通する冷却水との交換量を多くしなければならない。すなわち、遮断弁を開いている期間を、この差に応じて決定すれば、内燃機関の温度を目標値に合わせることができる。
【００１５】
本発明においては、前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記第１通路を流通する冷却水と前記第２通路を流通する冷却水との要求される
交換量を算出し、前記遮断弁を開いてからの冷却水の交換量が前記要求される交換量に達するまで前記遮断弁を開くことができる。
【００１６】
すなわち、冷却水の交換量に応じて各通路の所定成分の濃度が変化するため、要求される濃度を得るために必要となる量の冷却水を交換するように遮断弁を開くことにより、所望の濃度を得ることができる。ここで、各通路の所定成分の濃度および容積は予め得ることができるため、これらの値および内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて前記要求される交換量を算出することができる。
【００１７】
本発明においては、前記第１通路および前記第２通路に冷却水を流通させるポンプを夫々設け、
前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記ポンプの少なくとも一方で要求される仕事量を算出し、該要求される仕事量に基づいて前記遮断弁を制御することができる。
【００１８】
ここで、内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、第１通路を流通する冷却水と第２通路を流通する冷却水との要求される交換量を算出することができる。そして、ポンプの仕事量と冷却水の交換量とには相関関係があるため、この冷却水の交換量に基づいてポンプの仕事量をさらに算出することができる。ポンプに要求される仕事量に基づいて遮断弁を開いておけば、内燃機関の温度を目標値に近づけることができる。
【００１９】
本発明においては、前記制御装置は、前記内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、前記ポンプの少なくとも一方で要求される仕事量を算出し、前記遮断弁を開いてからの前記ポンプの仕事量が前記要求される仕事量となるまで前記遮断弁を開くことができる。
【００２０】
ポンプの仕事量と冷却水の交換量との関係は予め求めておくことができる。また、現時点での冷却水中の所定成分の濃度が分かっていれば、該濃度と、交換量と、第１通路および第２通路の容積と、の関係から、冷却水を交換した後のそれぞれの通路における所定成分の濃度が算出できる。また、内燃機関の温度と該温度の目標値との差に基づいて、必要となる所定成分の濃度を算出することができる。すなわち、この必要となる所定成分の濃度を得るための冷却水の交換量を算出することができ、この交換量からポンプの仕事量を算出することができる。このようにして算出される仕事量となるまで遮断弁を開いておくことにより、内燃機関の温度を目標値に合わせることができるため、該内燃機関の過熱を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の冷却経路を備える内燃機関において過熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例に係る内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。
【図２】冷却水の濃度と冷却水温度との関係を示した図である。
【図３】実施例に係る冷却システムの制御フローを示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る内燃機関の冷却システムの具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本実施例に係る内燃機関の冷却システムの概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、水冷式の内燃機関である。
【００２５】
内燃機関１は、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド２１を備えて構成されている。
【００２６】
シリンダブロック１１の内部には、冷却水を循環させるためのブロック側ウォータジャケット１２が形成されている。また、シリンダヘッド２１の内部には、冷却水を循環させるためのヘッド側ウォータジャケット２２が形成されている。
【００２７】
さらに、シリンダブロック１１には、ブロック側ラジエータ１３を循環するブロック側ラジエータ通路１４が接続されている。ブロック側ラジエータ通路１４は、ブロック側ウォータジャケット１２の入口側と出口側とを接続している。また、ブロック側ラジエータ通路１４には、冷却水が流れる方向の上流側から順に、ヒータコア１５、ブロック側ラジエータ１３、ブロック側サーモスタット１６、電動ポンプ１７が設けられている。また、ヒータコア１５とブロック側ラジエータ１３との間のブロック側ラジエータ通路１４と、ブロック側サーモスタット１６と、を連通するブロック側バイパス通路１８が設けられている。ブロック側バイパス通路１８は、ブロック側ラジエータ１３をバイパスしている。
【００２８】
ブロック側ラジエータ１３は、冷却水と外気とで熱交換をして該冷却水の温度を低下させる。
【００２９】
電動ポンプ１７は、電力を供給することにより稼働し、ブロック側サーモスタット１６側からブロック側ウォータジャケット１２側へ向けて冷却水を吐出する。この電動ポンプ１７は、後述するＥＣＵ５０からの信号により流量を変更することができる。なお、本実施例では電力を供給することで稼働するポンプを用いるが、内燃機関のクランクシャフトから駆動力を得て稼働するポンプを用いてもよい。
【００３０】
ブロック側サーモスタット１６は設定温度になるまでは閉じており、設定温度以上となると開く。ブロック側サーモスタット１６が閉じているときには、ブロック側ウォータジャケット１２からブロック側ラジエータ通路１４に流出した冷却水は、ブロック側バイパス通路１８を経由してブロック側ウォータジャケット１２へ戻る。このときには、ブロック側ラジエータ１３に冷却水は流通しない。一方、ブロック側サーモスタット１６が開いているときには、ブロック側バイパス通路１８およびブロック側ラジエータ１３を経由して冷却水が循環される。
【００３１】
ヒータコア１５は、車室内の空気と冷却水とで熱交換をして車室内の空気の温度を上昇させる。
【００３２】
また、シリンダヘッド２１には、ヘッド側ラジエータ２３を循環するヘッド側ラジエータ通路２４が接続されている。ヘッド側ラジエータ通路２４は、ヘッド側ウォータジャケット２２の入口側と出口側とを接続している。また、ヘッド側ラジエータ通路２４には、冷却水が流れる方向の上流側から順に、ヘッド側ラジエータ２３、ヘッド側サーモスタット２６、ポンプ２７が設けられている。
【００３３】
ヘッド側ラジエータ２３は、冷却水と外気とで熱交換をして該冷却水の温度を低下させる。
【００３４】
ポンプ２７は、内燃機関１のクランク軸と連動して稼働し、ヘッド側サーモスタット２６側からヘッド側ウォータジャケット２２側へ向けて冷却水を吐出する。なお、電力の供
給により稼働する電動ポンプを用いることもできる。また、ヘッド側ラジエータ２３よりも上流側のヘッド側ラジエータ通路２４と、下流側のヘッド側サーモスタット２６と、を連通するヘッド側バイパス通路２８が設けられている。ヘッド側バイパス通路２８は、ヘッド側ラジエータ２３をバイパスしている。
【００３５】
ヘッド側サーモスタット２６は設定温度になるまでは閉じており、設定温度以上となると開く。ヘッド側サーモスタット２６が閉じているときには、ヘッド側ウォータジャケット２２からヘッド側ラジエータ通路２４に流出した冷却水は、ヘッド側バイパス通路２８を経由してヘッド側ウォータジャケット２２へ戻る。このときには、ヘッド側ラジエータ２３に冷却水は流通しない。一方、ヘッド側サーモスタット２６が開いているときには、ヘッド側バイパス通路２８およびヘッド側ラジエータ２３を経由して冷却水が循環される。
【００３６】
また、ヘッド側ウォータジャケット２２と、ヘッド側バイパス通路２８の接続部よりも上流側のヘッド側ラジエータ通路２４と、を連通し、ＥＧＲクーラ３０を循環するＥＧＲクーラ通路３１が設けられている。ＥＧＲクーラ３０は、ＥＧＲガスと冷却水とで熱交換をしてＥＧＲガスを冷却する。さらに、ヘッド側ウォータジャケット２２と、ヘッド側バイパス通路２８の接続部よりも上流側のヘッド側ラジエータ通路２４と、を連通し、オイルクーラ３２を循環するオイルクーラ通路３３が設けられている。オイルクーラ３２は内燃機関のオイルと冷却水とで熱交換をしてオイルを冷却する。ＥＧＲクーラ３０およびオイルクーラ３２には、ヘッド側サーモスタット２６の開閉状態にかかわらず冷却水が流通する。
【００３７】
そして、ブロック側ラジエータ通路１４と、ヘッド側ラジエータ通路２４と、は上流側連通路４１および下流側連通路４３により連通されている。上流側連通路４１は、ブロック側ラジエータ１３よりも上流側で且つブロック側バイパス通路１８の接続部よりも下流側のブロック側ラジエータ通路１４と、ヘッド側ラジエータ２３よりも上流側で且つヘッド側バイパス通路２８の接続部よりも下流側のヘッド側ラジエータ通路２４と、を連通している。そして、上流側連通路４１には、ＥＣＵ５０からの信号により開閉する上流側遮断弁４２が設けられている。また、下流側連通路４３は、ブロック側ラジエータ１３よりも下流側で且つブロック側サーモスタット１６よりも上流側のブロック側ラジエータ通路１４と、ヘッド側ラジエータ２３よりも下流側で且つヘッド側サーモスタット２６よりも上流側のヘッド側ラジエータ通路２４と、を連通している。そして、下流側連通路４３には、ＥＣＵ５０からの信号により開閉する下流側遮断弁４４が設けられている。なお、本実施例においては上流側連通路４１および下流側連通路４３が、本発明における連通路に相当する。また、本実施例においては上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４が、本発明における遮断弁に相当する。
【００３８】
また、ブロック側ウォータジャケット１２の出口側（下流側）とブロック側ラジエータ通路１４との接続部には、ブロック側ウォータジャケット１２から流出する冷却水の温度を測定する第１冷却水温度センサ５１が取り付けられている。また、ヘッド側ウォータジャケット２２の出口側（下流側）とヘッド側ラジエータ通路２４との接続部には、ヘッド側ウォータジャケット２２から流出する冷却水の温度を測定する第２冷却水温度センサ５２が取り付けられている。さらに、シリンダブロック１１には、オイルの温度を測定するオイル温度センサ５３が取り付けられている。オイルは、オイルパンからシリンダブロック１１およびシリンダヘッド２１へ夫々供給され、その後にオイルパンへ戻る。なお、本実施例においては第１冷却水温度センサ５１、第２冷却水温度センサ５２、またはオイル温度センサ５３が、本発明における取得装置に相当する。
【００３９】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御
ユニットであるＥＣＵ５０が併設されている。このＥＣＵ５０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１を制御する。
【００４０】
また、ＥＣＵ５０には、上記センサの他、アクセル開度に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出するアクセル開度センサ５４、および機関回転数を検出するクランクポジションセンサ５５が電気配線を介して接続さている。そして、これらのセンサの出力信号がＥＣＵ５０に入力される。一方、ＥＣＵ５０には、電動ポンプ１７、上流側遮断弁４２、下流側遮断弁４４が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ５０はこれらの機器を制御する。
【００４１】
たとえば、ＥＣＵ５０は、内燃機関１の冷間始動時には、電動ポンプ１７を停止させてブロック側ウォータジャケット１２内の冷却水の早期温度上昇を図る。
【００４２】
なお、ブロック側ウォータジャケット１２とブロック側ラジエータ通路１４とブロック側バイパス通路１８とを合わせて以下、第１通路６１と称する。また、ヘッド側ウォータジャケット２２とヘッド側ラジエータ通路２４とヘッド側バイパス通路２８とＥＧＲクーラ通路３１とオイルクーラ通路３３とを合わせて以下、第２通路６２と称する。第１通路６１は、早期温度上昇の要求がある部材に対して冷却水を循環させている。第２通路６２は、温度が高くなる部材に対して冷却水を循環させている。
【００４３】
ここで、本実施例に係る冷却水は、水と、たとえばエチレングリコールなどの不凍液または防錆剤と、の混合液である。以下、冷却水の濃度といった場合には、水に加えられる物質の濃度を示す。なお、本実施例においてはこのように水に加えられる物質が、本発明における所定物質に相当する。
【００４４】
そして、本実施例では、第１通路６１を流通する冷却水の濃度を、第２通路６２を流通する冷却水の濃度よりも高くしている。ここで、冷却水の濃度が高くなると、比熱が低くなり、内燃機関からの放熱が低下するため、冷却水の温度が上昇し易くなる。したがって、第１通路６１を流通する冷却水の濃度を高くすることで、シリンダブロック１１の早期暖機が可能となる。そして、運動部品が多く備わるシリンダブロック１１で早期暖機を図ることにより、ＣＯ２の排出量を低減することができる。また、ヒータコア１５を循環する冷却水の温度を速やかに上昇させることができるため、車室内の空気を速やかに上昇させることができる。このように、第１通路６１では、冷却水の濃度を高くすることで、早期暖機を優先させている。
【００４５】
一方、第２通路６２を流通する冷却水の濃度を低くすることで、シリンダヘッド２１の温度が上昇し難くなるため、暖機完了後の過熱を抑制することができる。このように、第２通路６２では、冷却水の濃度を低くすることで、過熱の抑制を優先させている。
【００４６】
しかし、第１通路６１では、冷却水が過熱する虞がある。すなわち、早期暖機を図るために冷却水の温度を上昇させ易くしているので、冷却水温度が許容範囲を超える虞がある。一方、第２通路６２では、冷却水の濃度が低いために、冷却水が劣化し易い。そして、冷却水が劣化することにより、冷却水の冷却性能が低下すると、冷却水が過熱する虞がある。
【００４７】
これに対し本実施例では、内燃機関１の温度が所定値以上となった場合には、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開いて、上流側連通路４１および下流側連通路４３に冷却水を流通させる。すなわち、第１通路６１内の冷却水の一部と、第２通路内の冷却水の一部とを交換する。所定値は、内燃機関１が過熱する温度にある程度の余裕を持たせた値としてもよい。これは、過熱する虞のある温度の下限値としてもよい。
【００４８】
なお、内燃機関１の温度は、第１冷却水温度センサ５１により得られる温度、またはオイル温度センサ５３により得られる温度の何れであってもよい。
【００４９】
ここで、図２は、冷却水の濃度と冷却水温度との関係を示した図である。上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開く前には、第１通路６１のほうが、第２通路６２よりも、冷却水の濃度が高く且つ冷却水温度が高い。第１通路６１内の冷却水の温度が高くなった場合には、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開き電動ポンプ１７を稼働させると、第１通路６１では、冷却水の交換により、冷却水温度および冷却水の濃度が下降する。一方、第２通路６２では、冷却水の交換により、冷却水温度および冷却水の濃度が上昇する。
【００５０】
このようにして、第１通路６１内の冷却水の温度を下降させることができるため、冷却水が過熱することを抑制できる。
【００５１】
また、第２通路６２を流通する冷却水が劣化して温度が高くなっている場合には上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開くことで、第２通路６２内の冷却水の濃度を高くすることができるので、冷却性能を回復させることができる。
【００５２】
なお、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開く期間は、内燃機関１の温度と該温度の目標値との差に基づいて決定される。以下、第１通路６１の温度を下降させる場合について説明する。
【００５３】
ここで、第１通路６１および第２通路６２へは最初にそれぞれ規定の濃度の冷却水が入れられているものとする。また、第１通路６１および第２通路６２の容積は予め実験等により求めておく。
【００５４】
まず、内燃機関１の温度を目標値とするために必要となる冷却水の交換量を算出する。この冷却水の交換量は、内燃機関１の温度の目標値と実際の温度との差、第１通路６１および第２通路６２をそれぞれ循環する冷却水の濃度、および、第１通路６１および第２通路６２のそれぞれの容積に基づいて算出することができる。すなわち、温度差から必要となる冷却水の濃度を算出し、この冷却水の濃度を得るために必要となる冷却水の交換量を算出する。なお、内燃機関１の温度の目標値は前記所定値としてもよく、予め最適値を実験等により求めてＥＣＵ５０に記憶させておく。
【００５５】
また、内燃機関１の温度は第１冷却水温度センサ５１またはオイル温度センサ５３により得ることができる。第１通路６１および第２通路６２をそれぞれ循環する冷却水の濃度は、初回は予め規定の濃度の冷却水を入れておくことで得ることができる。また、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を以前に開いたことがある場合には、第１通路６１および第２通路６２の冷却水交換前のそれぞれの冷却水の濃度と、それぞれの容積と、冷却水の交換量と、に基づいて、その後の冷却水の濃度を算出することができる。
【００５６】
そして、算出された冷却水の交換量を得るために必要となる電動ポンプ１７の仕事量を算出する。たとえば、算出された冷却水の交換量と、電動ポンプ１７の仕事量と、の関係を予めマップ化しておき、算出された冷却水の交換量をマップに代入することで電動ポンプ１７の仕事量を得る。この仕事量に相当する期間、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開いておけば、内燃機関１の温度を所定値とするために必要となる量の冷却水が交換される。逆に、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開く期間を一定とし、その間の電動ポンプ１７の仕事量が算出された仕事量となるように該電動ポンプ１７へ電力を供給してもよい。また、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４が閉じているときよりも開いているときのほうが電動ポンプ１７へ供給する電力を増加させてもよい。また、
クランクシャフトと連動して稼働するポンプを用いている場合には、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開いている時間と、ポンプの仕事量との関係を予め実験等により求めておくことで、該上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開いている時間を算出することができる。
【００５７】
次に、図３は、本実施例に係る冷却システムの制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎に実行される。
【００５８】
ステップＳ１０１では、内燃機関１の運転状態が検出される。たとえば、内燃機関１の温度が検出される。
【００５９】
ステップＳ１０２では、内燃機関１の温度が所定値以上であるか否か判定される。この所定値は、内燃機関１において過熱が起こり得る温度の下限値である。すなわち本ステップでは、内燃機関１において過熱が起こり得るか否か判定される。ステップＳ１０２で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０７へ進む。
【００６０】
ステップＳ１０３では、冷却水の交換量が算出される。すなわち、内燃機関１の温度と該温度の目標値との差に基づいて、冷却水の交換量が算出される。
【００６１】
ステップＳ１０４では、電動ポンプ１７の仕事量が算出される。すなわち、冷却水の交換量に基づいて、電動ポンプ１７の仕事量が算出される。
【００６２】
ステップＳ１０５では、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４が開かれる。なお、本実施例においてはステップＳ１０５を処理するＥＣＵ５０が、本発明における制御装置に相当する。
【００６３】
ステップＳ１０６では、電動ポンプ１７が駆動される。すなわち、内燃機関１の暖機途中であれば電動ポンプ１７が停止されているので、この場合には電動ポンプ１７を稼働させる。また、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４が開いているときと、閉じているときと、で吐出量を変える場合には、吐出量を変える。そして、ステップＳ１０４で算出された仕事量に達したときに、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４が閉じられる。
【００６４】
また、ステップＳ１０７では、上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開く必要がないため、該上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４が閉じられる。
【００６５】
なお、本実施例では、第２通路６２よりも第１通路６１の冷却水の濃度を高くしているが、これに代えて、冷却水の比熱を低くしてもよく、冷却水の粘度を高くしてもよく、または冷却水の熱伝導率を低くしてもよい。
【００６６】
以上説明したように本実施例によれば、シリンダブロック１１の早期暖機と、シリンダヘッド２１の過熱抑制とを両立させることができる。そして、内燃機関１の温度に応じて上流側遮断弁４２および下流側遮断弁４４を開くことで、該内燃機関１の過熱を抑制できる。
【符号の説明】
【００６７】
１     内燃機関
１１   シリンダブロック
１２   ブロック側ウォータジャケット
１３   ブロック側ラジエータ
１４   ブロック側ラジエータ通路
１５   ヒータコア
１６   ブロック側サーモスタット
１７   電動ポンプ
１８   ブロック側バイパス通路
２１   シリンダヘッド
２２   ヘッド側ウォータジャケット
２３   ヘッド側ラジエータ
２４   ヘッド側ラジエータ通路
２６   ヘッド側サーモスタット
２７   ポンプ
２８   ヘッド側バイパス通路
３０   ＥＧＲクーラ
３１   ＥＧＲクーラ通路
３２   オイルクーラ
３３   オイルクーラ通路
４１   上流側連通路
４２   上流側遮断弁
４３   下流側連通路
４４   下流側遮断弁
５０   ＥＣＵ
５１   第１冷却水温度センサ
５２   第２冷却水温度センサ
５３   オイル温度センサ
５４   アクセル開度センサ
５５   クランクポジションセンサ
６１   第１通路
６２   第２通路
【図１】
2012102625.tif 000003
【図２】
2012102625.tif 000004
【図３】
2012102625.tif 000005