(57)【要約】【課題】下限温度未満の低温冷却水を熱交換器へ導入することの不具合を回避しつつ、下限温度以上の冷却水を熱交換器へ早期に導入することを図る。【解決手段】エンジン冷却水をシリンダ部Ｅｓへ流通させるシリンダ経路２０、およびヘッド部Ｅｈへ流通させるヘッド経路３０と、シリンダ経路２０またはヘッド経路３０を流通した冷却水を導入してＥＧＲガス（所定流体）を冷却させるＥＧＲクーラ６０（熱交換器）と、を備え、エンジンの暖機運転時には、シリンダ温度がヘッド温度よりも高くなるように両経路２０，３０への冷却水の分配割合を調整する。そして、シリンダ温度が下限温度にまで上昇した時点では、シリンダ経路２０からＥＧＲクーラ６０へ冷却水を導入させ、その後、ヘッド温度が下限温度にまで上昇した時点で、ヘッド経路３０からＥＧＲクーラ６０へ冷却水を導入させるよう、冷却水の導入経路を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを冷却する冷却水を前記エンジンのシリンダ部へ流通させるシリンダ経路、および前記エンジンのヘッド部へ冷却水を流通させるヘッド経路と、
前記シリンダ経路または前記ヘッド経路を流通した冷却水を導入し、導入した冷却水と所定流体とで熱交換させる熱交換器と、を備え、
前記シリンダ経路および前記ヘッド経路への冷却水の分配割合が調整可能に構成された車両に適用され、
前記エンジンの暖機運転時には、前記シリンダ部の温度が前記ヘッド部の温度よりも高くなるように前記分配割合を制御する分配制御装置と、
前記シリンダ部の温度が所定の下限温度にまで上昇した時点では、前記シリンダ経路から前記熱交換器へ冷却水を導入させ、その後、前記ヘッド部の温度が前記下限温度にまで上昇した時点で、前記ヘッド経路から前記熱交換器へ冷却水を導入させるよう、冷却水の導入経路を制御する導入制御装置と、
を備えることを特徴とするエンジン冷却水循環システム。
【請求項２】
前記導入制御装置は、前記ヘッド部の温度が前記下限温度にまで上昇した以降であっても、前記下限温度よりも高温に設定された上限温度にまで前記シリンダ部の温度が上昇するまでの期間は、前記シリンダ経路から前記熱交換器へ冷却水を導入させることを許可するように制御することを特徴とする請求項１に記載のエンジン冷却水循環システム。
【請求項３】
前記導入制御装置は、
前記熱交換器またはラジエータへの冷却水の循環量を制御する電磁バルブと、
前記電磁バルブをバイパスして冷却水を流通させるバイパス経路と、
前記下限温度よりも高温に設定されたリリーフ温度にまで冷却水温度が上昇した時点で開弁して、前記バイパス経路へ冷却水を流通させるサーモスタットと、
を有することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジン冷却水循環システム。
【請求項４】
前記熱交換器は、前記シリンダ経路から冷却水を導入させるシリンダ用熱交換器と、前記ヘッド経路から冷却水を導入させるヘッド用熱交換器とを別々に有して構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジン冷却水循環システム。
【請求項５】
前記導入制御装置は、
前記シリンダ経路から前記熱交換器をバイパスして流通する経路を開閉するとともに、前記シリンダ経路から前記熱交換器へ流通する経路を開閉するシリンダ側三方バルブと、
前記ヘッド経路から前記熱交換器をバイパスして流通する経路を開閉するとともに、前記ヘッド経路から前記熱交換器へ流通する経路を開閉するヘッド側三方バルブとの少なくとも一方を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジン冷却水循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲクーラやオイルクーラ、ヒータコア等の熱交換器へエンジン冷却水を導入するように構成された、エンジン冷却水循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの暖機運転期間では、エンジンオイルの温度を早期に上昇させてシリンダでのフリクションロスを低減させることが望まれる。そこで従来では、エンジン冷却水の循環経路を、エンジンのシリンダ部を流通させるシリンダ経路と、エンジンのヘッド部へ流通させるヘッド経路とに分岐させている（特許文献１参照）。そして暖機運転時には、シリンダ経路の循環流量をヘッド経路の循環流量よりも少なくしている。これによれば、シリンダ部の温度上昇が、ヘッド部よりも優先して促進されるので、エンジンオイルの温度上昇を促進でき、暖機運転時におけるシリンダでのフリクションロスを低減できる。
【０００３】
ちなみに、冷却水を循環させるウォータポンプが電動である場合には、暖機運転時に冷却水の循環を停止させるようにしてもよいし、上述の如くシリンダ経路の循環流量を減少させつつ駆動させてもよい。また、暖機運転時には冷却水がラジエータを迂回して循環するよう、サーモスタットが作動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６３９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した冷却水と熱交換させる種々の熱交換器が車両には搭載されている。例えば、吸気側へ還流させる排ガスの一部（ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラや、エンジンオイルを冷却するオイルクーラ、車室内暖房時の空調風を加熱するヒータコア等が、冷却水を用いた熱交換器として挙げられる。
【０００６】
そして、このような熱交換器の中には、低温（下限温度未満）の冷却水を導入させないことが望ましいものがある。例えば、ＥＧＲクーラに低温（例えば６０℃未満）の冷却水を導入させると、ＥＧＲガス中に含まれる水成分が、多くの酸化成分を含んだ状態で凝縮してしまい、その凝縮水が排気管等の各種金属部品を腐食させる。また、オイルクーラに低温（例えば３０℃未満）の冷却水を導入させると、オイルの粘性が高くなり、シリンダでのフリクションロスが大きくなる。また、ヒータコアに低温の冷却水を導入させると、車室内を所望温度まで暖房するのに要する時間が長くなる。
【０００７】
しかしながら、下限温度未満の低温冷却水を導入させないことが望まれる一方で、下限温度以上の冷却水を早期に熱交換器へ導入させて、ＥＧＲガスの冷却やオイルの冷却、ヒータコアによる暖房等を早期に開始させたいニーズもある。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、下限温度未満の低温冷却水を熱交換器へ導入することの不具合を回避しつつ、下限温度以上の冷却水を熱交換器へ早期に導入することを図った、エンジン冷却水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】
【０００９】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【００１０】
請求項１記載の発明では、エンジンを冷却する冷却水を前記エンジンのシリンダ部へ流通させるシリンダ経路、および前記エンジンのヘッド部へ冷却水を流通させるヘッド経路と、前記シリンダ経路または前記ヘッド経路を流通した冷却水を導入し、導入した冷却水と所定流体とで熱交換させる熱交換器と、を備え、前記シリンダ経路および前記ヘッド経路への冷却水の分配割合が調整可能に構成された車両に適用されることを前提とする。
【００１１】
そして、前記エンジンの暖機運転時には、前記シリンダ部の温度が前記ヘッド部の温度よりも高くなるように前記分配割合を制御する分配制御装置と、前記シリンダ部の温度が所定の下限温度にまで上昇した時点では、前記シリンダ経路から前記熱交換器へ冷却水を導入させ、その後、前記ヘッド部の温度が前記下限温度にまで上昇した時点で、前記ヘッド経路から前記熱交換器へ冷却水を導入させるよう、冷却水の導入経路を制御する導入制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、分配制御装置を備えることにより以下の効果が発揮される。すなわち、シリンダ部の温度（シリンダ温度）がヘッド部の温度（ヘッド温度）よりも高くなるように暖機運転時には制御されるので、シリンダ温度の上昇が、ヘッド部温度上昇よりも優先して促進される。よって、シリンダ部に存在するエンジンオイルの温度上昇が促進されるので、暖機運転時におけるシリンダでのフリクションロスを低減できる。
【００１３】
そして、このようにシリンダ温度を上昇させる暖機運転時には、シリンダ経路を流通する冷却水の方がヘッド経路を流通する冷却水よりも早く温度上昇する筈である。このことを利用した上記発明では、導入制御装置を備えることで以下の効果を発揮させている。
【００１４】
すなわち、シリンダ温度が下限温度にまで上昇した時点でシリンダ経路の冷却水を熱交換器へ導入させるので、下限温度未満の低温冷却水を熱交換器へ導入することの不具合を回避しつつ、下限温度以上の冷却水を熱交換器へ早期に導入することを図ることができる。
【００１５】
また、シリンダ温度の上昇に遅れてヘッド温度が下限温度に達した時点では、シリンダ温度はヘッド温度よりも高温になっている筈である。この点を鑑みた上記発明では、ヘッド温度が下限温度にまで上昇した時点でヘッド経路から熱交換器へ冷却水を導入させるので、ヘッド経路からの低温（但し下限温度以上）の冷却水が熱交換器に導入されることとなる。よって、熱交換器がＥＧＲクーラやオイルクーラ等、所定流体を冷却するものである場合には、その冷却能力を向上できる。
【００１６】
請求項２記載の発明では、前記導入制御装置は、前記ヘッド部の温度が前記下限温度にまで上昇した以降であっても、前記下限温度よりも高温に設定された上限温度にまで前記シリンダ部の温度が上昇するまでの期間は、前記シリンダ経路から前記熱交換器へ冷却水を導入させることを許可するように制御することを特徴とする。
【００１７】
ヘッド温度が下限温度にまで上昇した時点でヘッド経路から熱交換器へ冷却水を導入させることは先述した通りであるが、ヘッド経路からの冷却水だけでは熱交換器への導入量が不足して、十分な熱交換量が得られない場合がある。これに対し上記発明では、ヘッド温度が下限温度にまで上昇した以降であっても、上限温度にまでシリンダ温度が上昇するまでの期間は、シリンダ経路からの冷却水導入を許可するので、冷却水の熱交換器への導入量が不足する懸念を解消できる。
【００１８】
なお、熱交換器がＥＧＲクーラやオイルクーラ等、所定流体を冷却するものである場合には、シリンダ温度が上限温度にまで上昇した以降はシリンダ経路からの冷却水導入を禁止させて、冷却能力の低下を回避させることが望ましい。
【００１９】
請求項３記載の発明では、前記導入制御装置は、前記熱交換器またはラジエータへの冷却水の循環量を制御する電磁バルブと、前記電磁バルブをバイパスして冷却水を流通させるバイパス経路と、前記下限温度よりも高温に設定されたリリーフ温度にまで冷却水温度が上昇した時点で開弁して、前記バイパス経路へ冷却水を流通させるサーモスタットと、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記発明によれば、導入制御装置の電磁バルブが故障して、シリンダ経路およびヘッド経路からラジエータまたは熱交換器へ冷却水が循環されなくなった場合であっても、次のようにサーモスタットが作動することとなる。すなわち、前記故障に起因して冷却水温度がリリーフ温度にまで上昇した時点で、バイパス経路を通じて冷却水がラジエータまたは熱交換器へ流通するようにできる。よって、前記故障が生じた場合であっても、エンジン温度がリリーフ温度以上になることを回避するよう、フェールセーフ機能を発揮させることができる。
【００２１】
請求項４記載の発明では、前記熱交換器は、前記シリンダ経路から冷却水を導入させるシリンダ用熱交換器と、前記ヘッド経路から冷却水を導入させるヘッド用熱交換器とを別々に有して構成されていることを特徴とする。
【００２２】
上記発明によれば、冷却水温度に応じてシリンダ用熱交換器およびヘッド用熱交換器を使い分けるようにできるので、熱交換器にて所定流体を所望の温度にすることを精度よく管理できるとともに、所望の温度にすることを迅速にできる。
【００２３】
請求項５記載の発明では、前記導入制御装置は、前記シリンダ経路から前記熱交換器をバイパスして流通する経路を開閉するとともに、前記シリンダ経路から前記熱交換器へ流通する経路を開閉するシリンダ側三方バルブと、前記ヘッド経路から前記熱交換器をバイパスして流通する経路を開閉するとともに、前記ヘッド経路から前記熱交換器へ流通する経路を開閉するヘッド側三方バルブとの少なくとも一方を有することを特徴とする。
【００２４】
上記発明によれば、シリンダ経路（またはヘッド経路）から熱交換器をバイパスして流通する経路を開閉するバルブと、シリンダ経路（またはヘッド経路）から熱交換器へ流通する経路を開閉するバルブとを別々に設けた場合に比べて、バルブの数を少なくできるので、導入制御装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるエンジン冷却水循環システムの模式図。
【図２】第１実施形態において、冷却水温度の変化に応じたバルブ作動を説明するタイムチャート。
【図３】図２のバルブ作動を実現させる制御内容を説明するフローチャート。
【図４】本発明の第２実施形態にかかるエンジン冷却水循環システムの模式図。
【図５】本発明の第３実施形態にかかるエンジン冷却水循環システムの模式図。
【図６】本発明の第４実施形態にかかるエンジン冷却水循環システムの模式図。
【図７】本発明の第５実施形態にかかるエンジン冷却水循環システムの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２７】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態にかかるエンジン冷却水循環システムを示す模式図であり、ウォータポンプ１０から吐出される冷却水は、以下に説明するシリンダ経路２０およびヘッド経路３０へ流入する。なお、エンジンの回転駆動力によりウォータポンプ１０は作動するものであるため、エンジン駆動時にはウォータポンプ１０から冷却水が常時吐出される。
【００２９】
シリンダ経路２０は、エンジンのシリンダ部Ｅｓに形成されたウォータジャケットの流通経路であり、シリンダ経路２０へ冷却水を流通させることによりシリンダ部Ｅｓが冷却される。ヘッド経路３０は、エンジンのヘッド部Ｅｈに形成されたウォータジャケットの流通経路であり、ヘッド経路３０へ冷却水を流通させることによりヘッド部Ｅｈが冷却される。
【００３０】
ちなみに、シリンダ部Ｅｓは、エンジンのピストンを往復動可能に収容する部位であり、ヘッド部Ｅｈは、吸気ポートおよび排気ポートを形成する部位である。そして、ヘッド部Ｅｈはシリンダ部Ｅｓに比べて燃焼室から伝達される熱量が多いので、ヘッド部Ｅｈの金属材料には、シリンダ部Ｅｓよりも熱伝導率の高い材質が用いられている。また、ヘッド温度Ｔｈの目標上限値（例えば７０℃）は、シリンダ温度Ｔｓの目標上限値値（例えば９０℃）よりも低く設定されている。
【００３１】
シリンダ経路２０およびヘッド経路３０は並列に接続されており、ウォータポンプ１０から吐出された冷却水は、後述する分配装置４０のバルブ開閉状態に応じた割合で、シリンダ経路２０およびヘッド経路３０へ分配される。したがって、この分配割合を制御することで、シリンダ温度Ｔｓおよびヘッド温度Ｔｈを上述した目標値となるように制御できる。
【００３２】
シリンダ経路２０から流出した冷却水（以下、シリンダ冷却水と呼ぶ）は、シリンダ側流出経路２１を通じてラジエータ５０へ流入可能であるとともに、シリンダ側ＨＥ経路２２を通じてＥＧＲクーラ６０へ流入可能に構成されている。換言すれば、シリンダ経路２０の下流側の循環経路は、シリンダ側流出経路２１およびシリンダ側ＨＥ経路２２に分岐する。
【００３３】
ヘッド経路３０から流出した冷却水（以下、ヘッド冷却水と呼ぶ）は、ヘッド側流出経路３１を通じてラジエータ５０へ流入可能であるとともに、ヘッド側ＨＥ経路３２を通じてＥＧＲクーラ６０へ流入可能に構成されている。換言すれば、ヘッド経路３０の下流側の循環経路は、ヘッド側流出経路３１およびヘッド側ＨＥ経路３２に分岐する。
【００３４】
ちなみに、ラジエータ５０は、冷却水を外気と熱交換させて冷却する熱交換器である。そして、冷却水温度がサーモスタット５１の設定温度（例えば８０℃）未満になっている時には、サーモスタット５１の閉弁により冷却水はラジエータ５０をバイパスして循環する。そのため、エンジンの暖機運転時にはサーモスタット５１が閉弁するので、ラジエータ５０により冷却水が冷却されることはない。一方、暖機運転が完了している時には、冷却水温度がサーモスタット５１の設定温度以上にまで上昇してサーモスタット５１が開弁しているので、ラジエータ５０により冷却水が冷却されることとなる。
【００３５】
ＥＧＲクーラ６０は、排ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気側へ還流させるＥＧＲシステムに備えられた熱交換器（ＨＥ：heat exchanger）であり、ＥＧＲガスを冷却して吸気の充填効率を向上させるものである。詳細には、シリンダ経路２０またはヘッド経路３０を流通した冷却水がＥＧＲクーラへ導入されるよう、冷却水の循環経路にＥＧＲクーラは接続されており、導入した冷却水とＥＧＲガス（所定流体）とで熱交換させてＥＧＲガスを冷却する。
【００３６】
次に、分配装置４０の構成について説明する。
【００３７】
分配装置４０は、シリンダ側流出経路２１の開度を調整するバルブＶｓ１、シリンダ側ＨＥ経路２２の開度を調整するバルブＶｓ２、ヘッド側流出経路３１の開度を調整するバルブＶｈ１、およびヘッド側ＨＥ経路３２の開度を調整するバルブＶｓ２を備える。これらのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２は電磁コイルを有した電磁バルブであり、これらの電磁コイルへの通電を電子制御装置（ＥＣＵ７０）が制御することで、各々のバルブ開度、つまり各々の経路２１，２２，３１，３２の開度が制御される。なお、これらの分配装置４０およびＥＣＵ７０は「導入制御装置」に相当する。
【００３８】
バルブＶｓ１，Ｖｓ２はシリンダ冷却水の循環経路を制御するものであり、バルブＶｓ１の開度とバルブＶｓ２の開度との割合を制御することで、シリンダ冷却水がラジエータ５０へ流れる量とＥＧＲクーラ６０へ流れる量との割合が制御される。バルブＶｈ１，Ｖｈ２はヘッド冷却水の循環経路を制御するものであり、バルブＶｈ１の開度とバルブＶｈ２の開度との割合を制御することで、ヘッド冷却水がラジエータ５０へ流れる量とＥＧＲクーラ６０へ流れる量との割合が制御される。
【００３９】
換言すれば、ＥＣＵ７０は、ＥＧＲクーラ６０への冷却水導入経路を、シリンダ側ＨＥ経路２２およびヘッド側ＨＥ経路３２のいずれにするかを切り換える制御（導入制御）を実施するとともに、ＥＧＲクーラ６０へ導入される冷却水の流量を制御する。
【００４０】
さらに、両バルブＶｓ１，Ｖｓ２の開度の合計ＳＵＭｓによりシリンダ経路２０を流通するシリンダ冷却水の流量が決定され、両バルブＶｈ１，Ｖｈ２の開度の合計ＳＵＭｈによりヘッド経路３０を流通するヘッド冷却水の流量が決定される。
【００４１】
換言すれば、ＥＣＵ７０は、両バルブＶｓ１，Ｖｓ２の開度合計ＳＵＭｓと、両バルブＶｈ１，Ｖｈ２の開度合計ＳＵＭｈとの割合を調整することで、シリンダ経路２０およびヘッド経路３０への冷却水の分配割合を制御（分配制御）する。これにより、シリンダ部Ｅｓに対する冷却能力とヘッド部Ｅｈに対する冷却能力との割合が制御され、シリンダ温度Ｔｓおよびヘッド温度Ｔｈがともに目標上限値未満となるように制御する。
【００４２】
なお、ＥＣＵ７０は、シリンダ冷却水のうちＥＧＲクーラ６０およびラジエータ５０へ分配する割合と、ヘッド冷却水のうちＥＧＲクーラ６０およびラジエータ５０へ分配する割合とを制御しているとも言える。そして、上記分配制御を実施している時のＥＣＵ７０は分配制御装置に相当し、上記導入制御を実施している時のＥＣＵ７０は導入制御装置に相当する。
【００４３】
ここで、先述したように、エンジンの回転駆動力によりウォータポンプ１０を作動させているので、シリンダ冷却水およびヘッド冷却水の合計流量が所定量以上となるように制御することを必要とする。つまり、前記合計流量がゼロにならないよう、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２を全て全閉させることは禁止する。
【００４４】
シリンダ温度Ｔｓは、シリンダ経路２０の出口部分に設けられた温度センサＳｓにより検出され、ヘッド温度Ｔｈは、ヘッド経路３０の出口部分に設けられた温度センサＳｈにより検出される。そして、これらのシリンダ温度Ｔｓおよびヘッド温度Ｔｈに応じて、分配装置４０の作動、つまり４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２の開閉作動はＥＣＵ７０により制御される。
【００４５】
次に、上述した分配制御の詳細について、図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）はシリンダ温度Ｔｓおよびヘッド温度Ｔｈの変化を示し、エンジンを冷間始動させたｔ１時点から冷却水が温度上昇していく様子を示す。
【００４６】
冷却水温度がサーモスタット５１の設定温度未満となっているエンジンの冷間始動時には、サーモスタット５１が開弁作動して、ラジエータ５０をバイパスして冷却水を循環させる暖機運転が実施される。そして、この暖機運転時には、シリンダ部Ｅｓの温度上昇がヘッド部Ｅｈよりも優先して促進されるように分配装置４０の作動を制御（分配制御）する。
【００４７】
詳細には、シリンダ経路２０の循環流量がヘッド経路３０の循環流量よりも少なくなるよう分配装置４０を制御することで、シリンダ冷却水をシリンダ経路２０に長時間滞留させる。これにより、図２（ａ）に示す如くシリンダ温度Ｔｓの上昇速度はヘッド温度Ｔｈの上昇速度よりも速くなり、Ｔｓ＞Ｔｈとなる。よって、シリンダ部Ｅｓに位置するエンジンオイルの温度上昇が促進され、暖機運転時におけるエンジンオイルの高粘性化を抑制できる。よって、シリンダ部Ｅｓでのピストン（図示せず）とのフリクションロスを低減できる。
【００４８】
ちなみに、図１に示すようにシリンダ経路２０はシリンダ部Ｅｓの内部にて複数の経路に分岐されており、これにより、シリンダ冷却水がシリンダ経路２０に長時間滞留することを促進させている。
【００４９】
次に、上述した導入経路制御の詳細について、図２（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。（ｂ）〜（ｅ）の各々は、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２の開度変化を示す。
【００５０】
ここで、所定の下限温度Ｔｌｏｗ（例えば６０℃）未満の冷却水をＥＧＲクーラ６０に導入させると、ＥＧＲガス中に含まれる水成分が、多くの酸化成分を含んだ状態で凝縮してしまい、その凝縮水が排気管等の各種金属部品を腐食させる。そのため、冷却水の温度が下限温度Ｔｌｏｗにまで上昇するｔ２時点までは、バルブＶｓ２，Ｖｈ２を全閉に作動させて、ＥＧＲクーラ６０への冷却水導入を禁止させる。
【００５１】
なお、図２（ｄ）の例では、ｔ１〜ｔ２の期間、バルブＶｓ１を半開状態に作動させて、シリンダ側流出経路２１からシリンダ冷却水をリリースさせているが、バルブＶｓ１を全閉状態に作動させて、シリンダ冷却水の循環流量をゼロにするようにしてもよい。いずれにしても、シリンダ冷却水の循環流量がヘッド冷却水の循環流量よりも少なくなるようにする。
【００５２】
エンジンの冷間始動時には、先述した分配制御の実施に起因して、シリンダ温度Ｔｓの上昇速度がヘッド温度Ｔｈの上昇速度よりも速い。したがって、シリンダ冷却水の方がヘッド冷却水よりも早く下限温度Ｔｌｏｗに達する筈である。そこで本実施形態では、先ず、シリンダ温度Ｔｓが下限温度Ｔｌｏｗに達したｔ２時点で、バルブＶｓ２を全開に作動させて、シリンダ冷却水をＥＧＲクーラ６０へ導入させる。
【００５３】
その後、シリンダ温度Ｔｓの上昇に遅れてヘッド温度Ｔｈが下限温度Ｔｌｏｗに達したｔ３時点では、Ｔｓ＞Ｔｈになっている筈である。そこで本実施形態では、Ｔｈ＝Ｔｌｏｗになったｔ３時点で、バルブＶｓ２を全閉に作動させるとともにバルブＶｈ２を全開に作動させて、ヘッド冷却水をＥＧＲクーラ６０へ導入させるよう、ＥＧＲクーラ６０への冷却水の導入経路を切り換える。
【００５４】
なお、図２（ｄ）の例では、ｔ２〜ｔ３の期間、バルブＶｓ１を全閉状態に作動させて、シリンダ冷却水の全量をＥＧＲクーラ６０へ導入させているが、その流量が過多になる場合には、バルブＶｓ１を半開状態に作動させて、シリンダ側流出経路２１からシリンダ冷却水の一部をリリースさせてもよい。また、ＥＧＲクーラ６０へのシリンダ冷却水の導入量が過少になる場合には、バルブＶｈ２を半開状態に作動させて、ヘッド側流出経路３１からヘッド冷却水の一部を導入させて、シリンダ冷却水およびヘッド冷却水の両方を導入させてもよい。いずれにしても、ｔ２〜ｔ３の期間については、シリンダ冷却水をヘッド冷却水よりも優先してＥＧＲクーラ６０へ導入させる。
【００５５】
要するに、ヘッド温度Ｔｈが下限温度Ｔｌｏｗにまで上昇した以降であっても、シリンダ冷却水をＥＧＲクーラ６０へ導入させることを許可する。但し、下限温度よりも高温に設定された上限温度Ｔｈｉｇｈにまでシリンダ温度Ｔｓが上昇した以降は、シリンダ冷却水のＥＧＲクーラ６０への導入を禁止する。
【００５６】
ちなみに、下限温度Ｔｌｏｗ（例えば６０℃）＜ヘッド温度Ｔｈの目標上限値（例えば７０℃）＜シリンダ温度Ｔｓの目標上限値値（例えば９０℃）＜上限温度Ｔｈｉｇｈ（例えば１００℃）となっている。
【００５７】
図３は、ＥＣＵ７０が有するマイクロコンピュータにより分配装置４０を制御する手順を示すフローチャートであり、当該処理は、エンジン運転中に所定周期で繰り返し実行される。
【００５８】
先ず、図３に示すステップＳ１０において、エンジンが冷間始動による暖機運転中であるか否かを判定する。例えば、温度センサＳｓにより検出されたシリンダ温度Ｔｓが９０℃未満である場合に暖機運転中であると判定する。
【００５９】
暖機運転中と判定されれば（Ｓ１０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１１において、上述した分配制御を実施して、シリンダ温度Ｔｓをヘッド温度Ｔｈよりも優先して上昇させる（Ｔｓ＞Ｔｈ）。続くステップＳ１２，Ｓ１３では、ヘッド温度Ｔｈが下限温度Ｔｌｏｗ以上であるか否か、およびシリンダ温度Ｔｓが下限温度Ｔｌｏｗ以上であるか否かを判定する。
【００６０】
Ｔｈ＜ＴｌｏｗかつＴｓ＜Ｔｌｏｗであれば（Ｓ１２：ＮＯかつＳ１３：ＮＯ）、図２のｔ１〜ｔ２期間であるとみなしてステップＳ１４へ進む。そして、シリンダ側ＨＥ経路２２およびヘッド側ＨＥ経路３２を閉塞させるべくバルブＶｓ２，Ｖｈ２を全閉作動させて、ＥＧＲクーラ６０への冷却水導入を待機させる。
【００６１】
Ｔｈ＜ＴｌｏｗかつＴｓ≧Ｔｌｏｗであれば（Ｓ１２：ＮＯかつＳ１３：ＹＥＳ）、図２のｔ２〜ｔ３期間であるとみなしてステップＳ１５へ進む。そして、シリンダ側ＨＥ経路２２を開放させるべくバルブＶｓ２を全開作動させて、ＥＧＲクーラ６０へのシリンダ冷却水を導入させる。
【００６２】
Ｔｈ≧Ｔｌｏｗであれば（Ｓ１２：ＹＥＳ）、図２のｔ３時点以降であるとみなしてステップＳ１６へ進む。そして、ヘッド側ＨＥ経路３２を開放させるべくバルブＶｈ２を全開作動させて、ＥＧＲクーラ６０へのヘッド冷却水を導入させる。
【００６３】
ステップＳ１５，Ｓ１６にて、ＥＧＲクーラ６０へ冷却水を導入させる場合には、ステップＳ１７において、ＥＧＲクーラ６０への冷却水の導入量と、ＥＧＲクーラ６０をバイパスさせるリリーフ量とを、ウォータポンプ１０の吐出量に応じて調整する。
【００６４】
例えばシリンダ冷却水またはヘッド冷却水を導入するだけでは、ＥＧＲクーラ６０への要求導入量に対して過少となる場合には、シリンダ冷却水およびヘッド冷却水の両方を同時にＥＧＲクーラ６０へ導入させる。詳細には、ステップＳ１５によりシリンダ冷却水を導入させている時に、ヘッド冷却水もＥＧＲクーラ６０へ導入させる。或いは、ステップＳ１６によりヘッド冷却水を導入させている時に、シリンダ冷却水もＥＧＲクーラ６０へ導入させる。
【００６５】
一方、シリンダ冷却水またはヘッド冷却水の全量を導入すると要求導入量に対して過多となる場合には、シリンダ側流出経路２１またはヘッド側流出経路３１からのリリーフ量を増大させて、ＥＧＲクーラ６０への冷却水導入量を調整する。詳細には、ステップＳ１５によりシリンダ冷却水を導入させている時には、バルブＶｓ１の開度を増大させて、シリンダ側流出経路２１からのリリーフ量を増大させる。或いは、ステップＳ１６によりヘッド冷却水を導入させている時には、バルブＶｈ１の開度を増大させて、ヘッド側流出経路３１からのリリーフ量を増大させる。
【００６６】
ステップＳ１０の判定において、暖機運転中でないと判定されれば（Ｓ１０：ＮＯ）、続くステップＳ１８において、シリンダ温度Ｔｓおよびヘッド温度Ｔｈが目標上限値未満となるように、シリンダ冷却水の循環流量およびヘッド冷却水の循環流量の分配割合を制御する。詳細には、２つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２の開度の合計ＳＵＭｓにより決定されるシリンダ冷却水の流量と、２つのバルブＶｈ１，Ｖｈ２の開度の合計ＳＵＭｈにより決定されるヘッド冷却水の流量との割合を制御する。
【００６７】
続くステップＳ１９では、ヘッド側ＨＥ経路３２を開放させるべくバルブＶｈ２を全開作動させて、ＥＧＲクーラ６０へのヘッド冷却水を導入させる。なお、暖機運転完了後にてステップＳ１９によりヘッド冷却水を導入させている時にも、ステップＳ１７に進み、ＥＧＲクーラ６０への冷却水の導入量と、ＥＧＲクーラ６０をバイパスさせるリリーフ量とを、ウォータポンプ１０の吐出量に応じて調整する。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００６９】
（１）シリンダ経路２０およびヘッド経路３０へ冷却水を別々に流通させるように構成し、シリンダ冷却水とヘッド冷却水の流量の割合を分配制御することで、暖機運転中はＴｓ＞Ｔｈとなるように制御する。これにより、シリンダ部Ｅｓに存在するエンジンオイルの温度上昇が促進されるので、暖機運転時におけるシリンダ部Ｅｓでのフリクションロスを低減できる。
【００７０】
（２）分配制御の実施によりＴｓ＞Ｔｈとなることを利用して、暖機運転を開始した後、先ずは、Ｔｓ＞Ｔｌｏｗとなったｔ２時点でシリンダ冷却水をＥＧＲクーラ６０へ導入するので、下限温度Ｔｌｏｗ未満の低温冷却水をＥＧＲクーラ６０へ導入することの不具合を回避しつつ、下限温度Ｔｌｏｗ以上の冷却水（シリンダ冷却水）をＥＧＲクーラ６０へ早期に導入することを実現できる。
【００７１】
（３）シリンダ冷却水を導入した後、Ｔｈ＞Ｔｌｏｗとなったｔ３時点で、シリンダ冷却水よりも低温であるヘッド冷却水をＥＧＲクーラ６０へ導入するので、ＥＧＲクーラ６０の冷却能力を向上できる。
【００７２】
（４）ヘッド温度Ｔｈが下限温度Ｔｌｏｗにまで上昇したｔ３時点以降であっても、シリンダ温度Ｔｓが上限温度Ｔｈｉｇｈ未満であればシリンダ冷却水の導入を許可するので、ＥＧＲクーラ６０への冷却水導入量が不足する懸念を解消できる。
【００７３】
（第２実施形態）
図４に示す本実施形態では、図１に示すエンジン冷却水循環システムに、以下に説明するサーモスタット４１およびバイパス経路４２を追加している。以下、図４の構成について、図１との違いを中心に説明する。なお、図５中、図２と同一符号部分についてはその説明を援用する。
【００７４】
シリンダ側流出経路２１およびシリンダ側ＨＥ経路２２と、ヘッド側流出経路３１およびヘッド側ＨＥ経路３２とには、バイパス経路４２の一端が接続されている。そして、バイパス経路４２の他端は、ラジエータ５０へ通じる経路に接続されている。また、バイパス経路４２にはサーモスタット４１が設けられている。このサーモスタット４１は、下限温度Ｔｌｏｗよりも高温に設定されたリリーフ温度にまで冷却水温度が上昇すると。
【００７５】
そして、サーモスタット４１が開弁作動すると、シリンダ経路２０およびヘッド経路３０から分配装置４０へ流入してきた冷却水は、バイパス経路４２を通じてラジエータ５０へと流通することとなる。つまり、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２をバイパスして冷却水は循環する。
【００７６】
以上により、本実施形態によれば、上記第１実施形態の効果に加え、次の効果も発揮される。すなわち、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２の全てが全閉した状態であり、いずれもバルブも開弁作動させることができなくなる故障が生じた場合には、ラジエータ５０により冷却水が冷却されなくなるので、冷却水温度が上昇していく。しかし、冷却水温度がリリーフ温度にまで上昇した時点で、サーモスタット４１が開弁作動するので、バイパス経路４２を通じて冷却水がラジエータ５０へ流通して冷却されるようになる。よって、エンジン温度がリリーフ温度以上になることを回避するよう、フェールセーフ機能が発揮される。
【００７７】
（第３実施形態）
図４に示す上記第２実施形態では、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２をバイパスさせるようにバイパス経路４２が設けられている。これに対し、図５に示す本実施形態では、シリンダ側ＨＥ経路２２およびヘッド側ＨＥ経路３２を開閉するバルブＶｓ２，Ｖｈ２をバイパスさせるようにバイパス経路４２ｓ，４２ｈが設けられている。また、バイパス経路４２ｓ，４２ｈの各々にサーモスタット４１ｓ，４１ｈが設けられている。
【００７８】
以上により、本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の効果が発揮される。すなわち、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２のいずれもが開弁作動できなくなる故障が生じた場合であっても、冷却水温度がリリーフ温度にまで上昇した時点で、サーモスタット４１ｓ，４１ｈが開弁作動するので、バイパス経路４２ｓ，４２ｈを通じて冷却水がラジエータ５０へ流通して冷却されるようになる。よって、エンジン温度がリリーフ温度以上になることを回避するよう、フェールセーフ機能が発揮される。
【００７９】
（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、冷却水を導入して所定流体（ＥＧＲガス）と熱交換させる熱交換器としてＥＧＲクーラ６０を適用させた一例である。これに対し、図６に示す本実施形態では、車室内へ送風する空調風（所定流体）を加熱するヒータコア６０ｈ，６０ｓを前記熱交換器として適用させた一例である。
【００８０】
これらのヒータコア６０ｈ，６０ｓは、空調ケース６１内に並列配置されており、空調ケース６１内を流通する空調風が通過するように設置されている。また、空調ケース６１内には、ヒータコア６０ｈ，６０ｓの一方を開放して他方を閉鎖するように、空調風の流通経路を切り換える切換ドア６２が設けられている。切換ドア６２は、電動モータにより回動制御されており、例えば、ヒータコア６０ｓを閉鎖してヒータコア６０ｈを開放するヘッド冷却水使用モード（図６の状態）と、ヒータコア６０ｈを閉鎖してヒータコア６０ｓを開放するシリンダ冷却水使用モードとに切り換える。
【００８１】
本実施形態における分配装置４０の作動は、上記第１〜第３実施形態と同様である。したがって、図２のｔ１〜ｔ２期間では、シリンダ冷却水がヒータコア６０ｓ（シリンダ用熱交換器）に導入されるので、この期間においてはシリンダ冷却水使用モードに切り換える。また、図２のｔ２〜ｔ３期間では、ヘッド冷却水がヒータコア６０ｈ（ヘッド用熱交換器）に導入されるので、この期間においてはヘッド冷却水使用モードに切り換える。
【００８２】
（第５実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、４つのバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２で分配装置４０を構成しており、これらのバルブは、各経路２１，２２，３１，３２の開度を調整する二方バルブである。これに対し、図７に示す本実施形態では、これらの二方バルブに替えて、三方バルブＶｓ３（シリンダ側三方バルブ）および三方バルブＶｈ３（ヘッド側三方バルブ）を採用している。
【００８３】
詳細には、三方バルブＶｓ３は、シリンダ側流出経路２１の開度を調整するとともに、シリンダ側ＨＥ経路２２の開度を調整する。また、三方バルブＶｈ３は、ヘッド側流出経路３１の開度を調整するとともに、ヘッド側ＨＥ経路３２の開度を調整する。
【００８４】
以上により、本実施形態によれば、シリンダ側流出経路２１およびシリンダ側ＨＥ経路２２の各々にバルブＶｓ１，Ｖｓ２を設けた場合に比べて、バルブの数を少なくできる。また、ヘッド側流出経路３１およびヘッド側ＨＥ経路３２の各々にバルブＶｈ１，Ｖｈ２を設けた場合に比べて、バルブの数を少なくできる。よって、分配装置４０の小型化を図ることができる。
【００８５】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００８６】
・上記各実施形態では、冷却水を導入して用いる熱交換器としてヒータコア６０ｈ，６０ｓおよびＥＧＲクーラ６０を適用させているが、エンジンオイル（所定流体）を冷却水で冷却させるオイルクーラを上記熱交換器として適用させてもよい。
【００８７】
・図７に示す上記第５実施形態では、シリンダ側ＨＥ経路２２およびヘッド側ＨＥ経路３２の両方に三方バルブＶｓ３，Ｖｈ３を設けているが、いずれか一方の経路に三方バルブを設け、他方の経路には２つの二方バルブを設けるようにしてもよい。
【００８８】
・図６に示す上記第４実施形態では、２つのヒータコア６０ｈ，６０ｓを空調ケース６１内にて並列に配置しているが、直列に配置して、空調風が両方のヒータコア６０ｈ，６０ｓを通過するようにしてもよい。この場合、切換ドア６２を廃止できるとともに、両方のヒータコア６０ｈ，６０ｓにより空調風を加熱できるので、加熱能力を向上できる。
【００８９】
・図６の例では、シリンダ用熱交換器およびヘッド用熱交換器をヒータコア６０ｓ，６０ｈに適用させているが、ＥＧＲクーラやオイルクーラ等、他の熱交換器に適用させてもよい。
【００９０】
・上記各実施形態では、分配装置４０を構成するバルブＶｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２，Ｖｓ３，Ｖｈ３を、半開状態にて開度調整するよう制御しているが、全開状態と全閉状態とに切り換えるように制御して、半開状態での開度調整を廃止するようにしてもよい。
【００９１】
・上記各実施形態のウォータポンプ１０は、エンジンの回転駆動力により作動するエンジン駆動式であるが、電動モータにより作動する電動式でもよい。この場合、シリンダ温度Ｔｓが下限温度Ｔｌｏｗにまで上昇する図２のｔ１〜ｔ２期間において、ウォータポンプ１０の作動を停止させ、暖機運転時におけるシリンダ部Ｅｓの温度上昇を促進させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
２０…シリンダ経路、３０…ヘッド経路、４０…分配装置（分配制御装置、導入制御装置）、４１，４１ｓ，４１ｈ…サーモスタット、４２，４２ｓ，４２ｈ…バイパス経路、６０…ＥＧＲクーラ（熱交換器）、６０ｓ…ヒータコア（シリンダ用熱交換器）、６０ｈ…（ヘッド用熱交換器）、７０…ＥＣＵ（分配制御装置、導入制御装置）、Ｅｓ…シリンダ部、Ｅｈ…ヘッド部、Ｔｌｏｗ…下限温度、Ｔｈｉｇｈ…上限温度、Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｈ１，Ｖｈ２，Ｖｓ３，Ｖｈ３…電磁バルブ、Ｖｓ３…シリンダ側三方バルブ、Ｖｈ３…ヘッド側三方バルブ。
【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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