(57)【要約】【課題】内燃機関の冷却装置において、内燃機関内における冷却水温の差を低減しつつ、内燃機関の暖機促進を図る。【解決手段】内燃機関の冷却装置は、内燃機関に冷却水を循環させる冷却水通路と、冷却水の温度を検出する水温センサと、冷却水通路内にて冷却水の流れ方向を変える冷却水流可変機構と、冷却水流可変機構を制御する制御手段と、ヒータブロア作動水温を記憶する記憶手段とを備える。制御手段は、水温センサにて検出された冷却水の検出温度がヒータブロア作動水温より小さい場合に、冷却水流可変機構を通じて冷却水の流れ方向を周期的に変える。これにより、内燃機関の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環することになる。その結果、内燃機関内における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、内燃機関の早期暖機を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に冷却水を循環させる冷却水通路と、
前記冷却水の温度を検出する水温センサと、
前記冷却水通路内の前記冷却水の流れ方向を変える冷却水流可変機構と、
前記冷却水流可変機構を制御する制御手段と、
ヒータブロアが作動する時の前記冷却水の温度であるヒータブロア作動水温を記憶する記憶手段と、を備え、
前記制御手段は、前記水温センサにより検出された前記冷却水の検出温度が前記ヒータブロア作動水温より小さい場合に、前記冷却水流可変機構を通じて前記冷却水の流れ方向を周期的に変えることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記冷却水流可変機構は、
前記冷却水を前記冷却水通路の一方向に向けて吐出するウォータポンプと、
前記冷却水を前記冷却水通路の一方向に向けて循環させる第１の循環通路と、
前記冷却水を前記冷却水通路の前記一方向とは逆方向に向けて循環させる第２の循環通路と、
前記冷却水を循環させる通路を前記第１の循環通路と前記第２の循環通路との間で切り替える切替弁と、を備え、
前記制御手段は、前記切替弁の開閉制御を通じて、前記冷却水を循環させる通路を前記第１の循環通路と前記第２の循環通路との間で周期的に切り替え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】
前記水温センサは、前記冷却水通路において前記内燃機関の流出口から流出する前記冷却水の温度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
前記冷却水流可変機構は、正回転により前記冷却水を前記冷却水通路の一方向に向けて吐出すると共に、逆回転により前記一方向とは逆方向に向けて吐出する電動ウォータポンプを備え、
前記制御手段は、前記電動ウォータポンプを周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行うことで、前記内燃機関内での前記冷却水の流れ方向を前記一方向又は前記逆方向に周期的に変え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５】
前記水温センサは、前記冷却水通路において前記内燃機関の流出口から流出する前記冷却水の温度を検出する第１の水温センサと、前記冷却水通路において前記内燃機関の流入口に流入する前記冷却水の温度を検出する第２の水温センサと、を備え、
前記制御手段は、前記電動ウォータポンプにより前記冷却水の流れ方向を周期的に変える前に、前記第１の水温センサにより検出された前記冷却水の検出温度と、前記第２の水温センサにより検出された前記冷却水の検出温度との差分を算出し、算出した前記差分が所定の閾値より小さい場合に前記電動ウォータポンプの回転数を減少させると共に、前記差分が前記所定の閾値以上である場合に前記電動ウォータポンプの回転数を増加させることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却水の流れを前記一方向及び前記逆方向に変えるタイミングは、前記ウォータポンプ又は前記電動ウォータポンプによる前記冷却水の吐出量が、多くとも前記内燃機関内の前記冷却水通路に含まれる前記冷却水の全容積の２０％以内となるときであることを特徴とする請求項２又は４に記載の内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の暖機を効果的に促進する内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動ウォータポンプによる冷却水の流量制御により、エンジンの暖機促進を図る技術が既知である。例えば、特許文献１には、水温センサにより冷却水の温度を検出し、その温度が所定値以下の場合に電動ウォータポンプを停止することで、エンジンの暖機を促進することが可能な内燃機関の冷却系統が記載されている。
【０００３】
ところが、電動ウォータポンプの停止制御を実施した場合には、エンジン内部での冷却水の強制対流がなくなるため、燃焼室に近いエンジンブロックの上端部と下端部とにおいて温度差が拡大し、ボアの変形が引き起されてしまう。そのため、ピストンとシリンダとの間においてフリクションが増加して、燃費が悪化してしまう虞がある。また、暖機運転時（エンジン始動時）において、電動ウォータポンプの停止制御を実施した場合には、エンジン内の冷却水が局所的に沸騰して、シリンダヘッド、シリンダブロック等が局所的に熱変形してしまう虞がある。この点に関し、特許文献２には、エンジン内の冷却水の局所的な沸騰の発生を防止しつつ、暖機運転の促進を図ることが可能な液冷式内燃機関の冷却装置が記載されている。具体的には、この液冷式内燃機関の冷却装置では、かかる目的を実現するために、冷却水の温度が低いときに微少流量の冷却水をエンジンとバイパス通路との間で循環させるようにしている。
【０００４】
また、上記のように電動ウォータポンプの停止制御を実施した場合には、エンジン内のピストン周辺部で熱が局所的に上昇して、いわゆるヒートスポットが発生してしまうことが懸念される。そこで、特許文献３には、かかる不具合の発生を防止しつつ、エンジン始動時の暖機特性を改善することが可能な車両用エンジンの暖機装置が記載されている。
【０００５】
具体的には、この車両用エンジンの暖機装置では、冷却水温が所定温度より低い状態では電動式ポンプを周期的に正逆回転するように制御する。これにより、冷却水は、冷却水路全体を循環せずに流れ方向が所定時間毎に切り替わり、冷却水路内の限られた範囲のみで流動するように制御される。その結果、車両用エンジンの発熱部であるシリンダ周辺部の冷却水を効果的に昇温できるので、効果的な暖機が行われる。また、この装置では、電動式ポンプの回転数が冷却水温に対応して制御されるため、冷却水温の昇温状態に対応して最適に冷却水の流動がなされる。このため、電動ウォータポンプを停止させた場合に、エンジンの発熱部周辺にて熱が局所的に上昇することで生じるヒートスポットが発生しなくなるとされている。
【０００６】
その他、エンジンの暖機促進を図る技術として、特許文献４には、機関停止中にウォータジャケット内を液相冷媒で満たした状態とし、機関始動時に冷媒温度が所定温度以下である場合に、冷媒供給ポンプを逆回転させてウォータジャケット内の冷媒液面を低下させることで、急速暖機を実現することが可能な内燃機関の沸騰冷却装置が記載されている。
【０００７】
なお、上記に関連する技術として、例えば、特許文献５にはヒータコアを用いてエンジンの暖機時の暖房を行うことが可能な車両用熱利用装置が記載され、また、特許文献６にはヒーターユニットを早期に昇温させることの可能なヒーターユニットの昇温構造が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６１７４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１６１７４７号公報
【特許文献３】特開２００５−１６４３５号公報
【特許文献４】実開昭６２−１６２３３８号公報
【特許文献５】特開２００７−２２３４１８号公報
【特許文献６】特開平１１−３５０９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、エンジンの暖機を促進する為に、上記の特許文献２のように冷却水の微少流量制御を実施した場合には、冷却水がエンジン内に流入する流入口付近の冷却水の温度（以下、「冷却水温」とも称する）と、冷却水がエンジン内から流出する流出口付近の冷却水温との差が大きくなる。そのため、気筒間において冷却水温の差が大きくなり、空燃比（Ａ／Ｆ）が大きくばらついてしまう虞がある。特に、エンジンヘッドの縦方向に冷却水を流す縦流し冷却方式の場合は、このような不具合が発生する割合が高くなる。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、内燃機関内における冷却水温の差を低減しつつ、内燃機関の暖機促進を図ることが可能な内燃機関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】
【００１１】
本発明の１つの観点では、内燃機関の冷却装置は、内燃機関に冷却水を循環させる冷却水通路と、前記冷却水の温度を検出する水温センサと、前記冷却水通路内の前記冷却水の流れ方向を変える冷却水流可変機構と、前記冷却水流可変機構を制御する制御手段と、ヒータブロアが作動する時の前記冷却水の温度であるヒータブロア作動水温を記憶する記憶手段と、を備え、前記制御手段は、前記水温センサにより検出された前記冷却水の検出温度が前記ヒータブロア作動水温より小さい場合に、前記冷却水流可変機構を通じて前記冷却水の流れ方向を周期的に変える。
【００１２】
上記の内燃機関の冷却装置は、内燃機関に連通して当該内燃機関に対し冷却水を循環させる冷却水通路と、冷却水の温度を検出する水温センサと、冷却水通路内の冷却水の流れ方向を変える冷却水流可変機構と、冷却水流可変機構を制御する制御手段と、ヒータブロア作動水温を記憶する記憶手段と、を備える。好適な例では、水温センサは、冷却水通路において内燃機関の流出口から流出する前記冷却水の温度を検出する。制御手段は、水温センサにより検出された冷却水の検出温度がヒータブロア作動水温より小さい場合に、冷却水流可変機構を通じて冷却水の流れ方向を周期的（所定時間毎）に変える。
【００１３】
これにより、内燃機関の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で流動又は循環することになる。よって、内燃機関内における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）することが可能となる。その結果、気筒間における空燃比（Ａ／Ｆ）のばらつきを抑制することが可能になると共に、内燃機関の各部、例えばシリンダヘッド、シリンダブロック等の熱変形を抑制することができる。また、これにより、内燃機関の熱による冷却水温の上昇を促進することができ、内燃機関の早期暖機を図ることができる。
【００１４】
上記の内燃機関の冷却装置の一つの態様では、前記冷却水流可変機構は、前記冷却水を前記冷却水通路の一方向に向けて吐出するウォータポンプと、前記冷却水を前記冷却水通路の一方向に向けて循環させる第１の循環通路と、前記冷却水を前記冷却水通路の前記一方向とは逆方向に向けて循環させる第２の循環通路と、前記冷却水を循環させる通路を前記第１の循環通路と前記第２の循環通路との間で切り替える切替弁と、を備え、前記制御手段は、前記切替弁の開閉制御を通じて、前記冷却水を循環させる通路を前記第１の循環通路と前記第２の循環通路との間で周期的に切り替える。
【００１５】
この態様では、ウォータポンプと、第１の循環通路と、第２の循環通路と、切替弁と、を備える。ウォータポンプは、冷却水を冷却水通路の一方向に向けて吐出する。第１の循環通路は、冷却水を冷却水通路の一方向に向けて循環させる通路である。第２の循環通路は、冷却水を冷却水通路の一方向とは逆方向に向けて循環させる通路である。切替弁は、冷却水の流通経路を切り替える弁であり、冷却水を循環させる通路を第１の循環通路と第２の循環通路との間で切り替える。制御手段は、切替弁の開閉制御を通じて、冷却水を循環させる通路を第１の循環通路と第２の循環通路との間で周期的に切り替える。これにより、内燃機関の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲、即ち第１の循環通路及び第２の循環通路で循環することになる。その結果、内燃機関内における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、内燃機関の早期暖機を図ることができる。
【００１６】
上記の内燃機関の冷却装置の他の態様では、前記冷却水流可変機構は、正回転により前記冷却水を前記冷却水通路の一方向に向けて吐出すると共に、逆回転により前記一方向とは逆方向に向けて吐出する電動ウォータポンプを備え、前記制御手段は、前記電動ウォータポンプを周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行うことで、前記内燃機関内での前記冷却水の流れ方向を前記一方向又は前記逆方向に周期的に変える。
【００１７】
この態様では、冷却水流可変機構は、正回転により冷却水を冷却水通路の一方向に向けて吐出すると共に、逆回転により前記一方向とは逆方向に向けて吐出する電動ウォータポンプを備える。制御手段は、電動ウォータポンプを周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行うことで、内燃機関内での冷却水の流れ方向を一方向又は逆方向に周期的に変える。これにより、内燃機関の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で流動又は循環することになる。よって、内燃機関内における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、内燃機関の早期暖機を図ることができる。
【００１８】
上記の内燃機関の冷却装置の他の態様では、前記水温センサは、前記冷却水通路において前記内燃機関の流出口から流出する前記冷却水の温度を検出する第１の水温センサと、前記冷却水通路において前記内燃機関の流入口に流入する前記冷却水の温度を検出する第２の水温センサと、を備え、前記制御手段は、前記電動ウォータポンプにより前記冷却水の流れ方向を周期的に変える前に、前記第１の水温センサにより検出された前記冷却水の検出温度と、前記第２の水温センサにより検出された前記冷却水の検出温度との差分を算出し、算出した前記差分が所定の閾値より小さい場合に前記電動ウォータポンプの回転数を減少させると共に、前記差分が前記所定の閾値以上である場合に前記電動ウォータポンプの回転数を増加させる。
【００１９】
この態様では、水温センサは、第１の水温センサと、第２の水温センサと、を備える。第１の水温センサは、冷却水通路において内燃機関の流出口から流出する冷却水の温度を検出する。一方、第２の水温センサは、冷却水通路において内燃機関の流入口に流入する冷却水の温度を検出する。制御手段は、電動ウォータポンプにより冷却水の流れ方向を周期的に変える前に、第１の水温センサにより検出された冷却水の検出温度と、第２の水温センサにより検出された冷却水の検出温度との差分を算出する。
【００２０】
そして、制御手段は、算出した前記差分が所定の閾値より小さい場合には、内燃機関内の冷却水温の差が小さいので、電動ウォータポンプの回転数を減少させる。これにより、少量の冷却水が、冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で流動又は循環することになる。よって、内燃機関内の冷却水温の差をさらに低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、内燃機関の暖機が促進される。一方、制御手段は、算出した前記差分が所定の閾値以上である場合には、内燃機関内の冷却水温の差が大きいのでその差を小さくするために、電動ウォータポンプの回転数を増加させる。これにより、多量の冷却水が、冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で流動又は循環することになる。よって、内燃機関内の冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、内燃機関の暖機が促進される。
【００２１】
好適な例では、前記冷却水の流れを前記一方向及び前記逆方向に変えるタイミングは、前記ウォータポンプ又は前記電動ウォータポンプによる前記冷却水の吐出量が、多くとも前記内燃機関内の前記冷却水通路に含まれる前記冷却水の全容積の２０％以内となるときであることが好ましい。これは、冷却水を冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環又は流動させるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な各種の実施形態について説明する。
【００２３】
[第１実施形態]
（内燃機関の冷却装置の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の冷却装置１００の概略構成を示す。図１において、太線で表す実線は冷却水が流れる通路（冷却水通路）を示し、実線矢印及び一点鎖線矢印は第１実施形態の制御態様に応じて決まる冷却水の流れを示し、破線矢印は信号の流れを示す。
【００２４】
内燃機関の冷却装置（以下、単に「冷却装置」と称する）１００は、主として、冷却水通路と、複数の流路切替弁と、内燃機関（エンジン）１０と、ラジエータ１１と、サーモスタット（Ｔ／Ｓ）１２と、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）１３と、ヒータコア１４と、水温センサ１５と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００２５】
かかる冷却水通路は、エンジン１０の内部に設けられるウォータジャケット１０ａと、ラジエータ通路１と、ラジエータバイパス通路２と、ヒータ通路３と、第１接続通路４と、第２接続通路５と、を有する。
【００２６】
ラジエータ通路（冷却通路）１は、冷却水をウォータジャケット１０ａとラジエータ１１との間で循環させる通路である。ラジエータ通路１の一端は、ウォータジャケット１０ａの一端に接続されると共に、ラジエータ通路１の他端は、ウォータジャケット１０ａの他端に接続される。
【００２７】
ラジエータバイパス通路２は、ラジエータ通路１におけるラジエータ１１の上流側と下流側とを接続する通路であり、第１バイパス通路２ａ及び第２バイパス通路２ｂを有する。第１バイパス通路２ａは、ラジエータ通路１と後述の第３流路切替弁８とを接続する通路である。第２バイパス通路２ｂは、第３流路切替弁８とサーモスタット１２とを接続する通路である。ラジエータバイパス通路２は、冷却水の温度（以下、「冷却水温」とも称する）に応じてエンジン１０側から流出する冷却水をラジエータ１１を迂回してエンジン１０のウォータジャケット１０ａに戻す役割を果たす。
【００２８】
ヒータ通路３は、ラジエータ１１から見てエンジン１０に対してラジエータ通路１に並列に接続される通路である。ヒータ通路３は、後述のヒータコア１４に連通している。
【００２９】
第１接続通路４は、エンジン１０とウォータポンプ１３との間に位置するラジエータ通路１と、ラジエータバイパス通路２とを接続する通路である。第２接続通路５は、第１接続通路４とラジエータ通路１との接続部分とエンジン１０との間に位置するラジエータ通路１と、ヒータコア１４の下流側のヒータ通路３とを接続する通路である。
【００３０】
複数の流路切替弁は、冷却水通路において冷却水の流通経路（通路）を切り替える弁であり、第１流路切替弁６、第２流路切替弁７、第３流路切替弁８及び第４流路切替弁９を有する。このうち、第１流路切替弁６、第２流路切替弁７及び第３流路切替弁８は、３つの方向に冷却水の出入り口を有し、各方向の出入り口に開閉可能な弁を有する三方弁である。一方、第４流路切替弁９は、２つの方向に冷却水の出入り口を有し、各方向の出入り口に開閉可能な弁を有する二方弁である。
【００３１】
第１流路切替弁６は、ラジエータ通路１と第１接続通路４との接続部分に設けられる。図１の例では、第１流路切替弁６は、第１接続通路４側、エンジン１０側及びウォータポンプ１４側の各方向に冷却水の出入り口及び当該各出入り口を開閉可能な弁を有する。第１流路切替弁６は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号ｓ１に基づいて、当該各方向の出入り口に設けられた弁の開閉を行う。
【００３２】
第２流路切替弁７は、ラジエータ通路１と第２接続通路５との接続部分に設けられる。図１の例では、第２流路切替弁７は、第１流路切替弁６側、エンジン１０側及び第２接続通路５側の各方向に冷却水の出入り口及び当該各出入り口を開閉可能な弁を有する。第２流路切替弁７は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号ｓ２に基づいて、当該各方向の出入り口に設けられた弁の開閉を行う。
【００３３】
第３流路切替弁８は、ラジエータバイパス通路２と第１接続通路４との接続部分に設けられる。図１の例では、第３流路切替弁８は、サーモスタット１２側及びサーモスタット１２側とは逆側及び第１接続通路４側の各方向に冷却水の出入り口及び当該各出入り口を開閉可能な弁を有する。第３流路切替弁８は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号ｓ３に基づいて、当該各方向の出入り口に設けられた弁の開閉を行う。
【００３４】
第４流路切替弁９は、ヒータコア１３の上流側に位置するヒータ通路３に設けられる。図１の例では、第４流路切替弁９は、ヒータコア１３側及びヒータコア１３側とは逆側の各方向に冷却水の出入り口及び当該各出入り口を開閉可能な弁を有する。第４流路切替弁９は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号ｓ４に基づいて、当該各方向の出入り口に設けられた弁の開閉を行う。
【００３５】
エンジン１０は、供給される燃料と空気との混合気を燃焼させることによって動力を発生する動力源である。エンジン１０の内部には、上記したようにラジエータ通路１に連通して冷却水を循環させるためのウォータジャケット１０ａが設けられる。例えば、ウォータジャケット１０ａは、図示を省略するが、気筒の周りに沿って且つシリンダブロックからシリンダヘッドにかけて配置される。ラジエータ通路１側から流出する冷却水がウォータジャケット１０ａを通過することでエンジン１０から発せられる熱を吸収し、これによってエンジン１０が冷却される。
【００３６】
ラジエータ１１は、ラジエータ通路１に配置され、エンジン１０を通過することによって熱せられた冷却水を外気によって冷却する冷却用熱交換機である。例えば、ラジエータ１１と対面する位置には電動ファン（図示略）が設けられる。この場合、電動ファンが回転することにより生成される風がラジエータ１１に当たることでラジエータ１１内を通過する冷却水が冷却される。
【００３７】
サーモスタット１２は、ラジエータ通路１とラジエータバイパス通路２との接続部分に設けられ、冷却水温に応じて開閉する弁である。基本的には、サーモスタット１２は、冷却水温が高温となったときに開弁する。この場合、冷却水はエンジン１０とラジエータ１１との間で循環することとなる。これにより、冷却水が冷却され、エンジン１０のオーバーヒートが抑制される。一方、冷却水温が比較的低温である場合には、サーモスタット１２は閉弁している。この場合、冷却水はラジエータ１１を迂回してラジエータバイパス通路２に流入し、その流入した冷却水はサーモスタット１２の下流側のラジエータ通路を通じてエンジン１０のウォータジャケット１０ａに戻される。これにより、冷却水の水温低下が抑制されるため、エンジン１０のオーバークールが抑制される。
【００３８】
ウォータポンプ１３は、冷却水通路の一方向（例えばエンジン１０側）に向けて冷却水を吐出することが可能なポンプ手段であり、サーモスタット１２とエンジン１０との間に位置するラジエータ通路１に設けられる。ウォータポンプ１３は、例えばエンジン１０の駆動力によって一方向に回転することにより、ラジエータ通路１内の冷却水をエンジン１０に向けて吐出する機械式のウォータポンプである。
【００３９】
ヒータコア１４は、その内部を通過する冷却水により車室内の空気を暖める装置であり、第４流路切替弁９の下流側のヒータ通路３に設けられる。ヒータコア１４を冷却水が通過する過程において、エンジン１０の熱によって暖められた冷却水と空気との熱交換が行われる。そして、ヒータコア１４によって暖められた空気は、ヒータコア１４の近くに設けられるヒータブロア（図示略）によって車室内に送風される。
【００４０】
水温センサ１５は、図１の実線矢印に沿って冷却水が流出するウォータジャケット１０ａの流出口付近に少なくとも１つ設けられている。水温センサ１５は、ウォータジャケット１０ａの流出口から流出する冷却水温度を検出し、その検出信号ｓ５をＥＣＵ５０に供給する。
【００４１】
ＥＣＵは、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等に代表されるメモリ（記憶手段）などを備える。ＥＣＵは、上記した水温センサ１５や、図示しないクランク角センサ及びスロットルポジションセンサを含む種々のセンサから供給される検出信号に基づいて、冷却水流可変機構を制御して冷却水の流れ方向を周期的（所定時間毎）に変える制御手段として機能する。なお、クランク角センサは、エンジン１０のクランク角度を検出するセンサである。スロットルポジションセンサは、エンジン１０内へ吸入する空気量を調整するスロットル弁のスロットル開度を検出するセンサである。また、記憶手段としてのメモリには、ヒータブロアが作動する時の冷却水温であるヒータブロア作動水温を記憶している。
【００４２】
（冷却水循環制御方法）
次に、図１を参照して、第１実施形態に係る冷却装置１００による冷却水循環制御方法について説明する。
【００４３】
この冷却水循環制御方法では、エンジン１０の始動・暖機過程において、制御手段が冷却水流可変機構を通じて冷却水の流れ方向を周期的に変えることで、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の早期暖機を図る点に特徴を有する。
【００４４】
具体的には、この冷却装置１００では、冷却水流可変機構は、ウォータポンプ１３と、第１及び第２の循環通路と、冷却水を循環させる通路を第１の循環通路と第２の循環通路との間で切り替える複数の流路切替弁と、を備える。
【００４５】
第１の循環通路は、ラジエータ通路１の内側に設けられ、冷却水をエンジン１０のウォータジャケット１０ａの一方向（実線矢印方向）に向けて循環させる通路である。具体的には、第１の循環通路は、ラジエータ通路１の一部と、ウォータジャケット１０ａと、ラジエータバイパス通路２とを備えて構成され、ウォータポンプ１３から吐出された冷却水を、主に、第１流路切替弁６、第２流路切替弁７、ウォータジャケット１０ａ、ラジエータ通路１、第１バイパス通路２ａ、第３流路切替弁８、第２バイパス通路２ｂ、サーモスタット１２、ラジエータ通路１、ウォータポンプ１３の順に循環させる通路である。
【００４６】
第２の循環通路は、ヒータ通路３の内側に設けられ、冷却水をエンジン１０のウォータジャケット１０ａの一方向とは逆方向（一点鎖線矢印方向）に向けて循環させる通路である。具体的には、第２の循環通路は、ラジエータ通路１の一部と、第１接続通路４と、第１バイパス通路２ａと、ウォータジャケット１０ａと、第２接続通路５と、ヒータ通路３の一部とを備えて構成され、ウォータポンプ１３から吐出された冷却水を、主に、第１流路切替弁６、第１接続通路４、第３流路切替弁８、第１バイパス通路２ａ、ラジエータ通路１、ウォータジャケット１０ａ、第２流路切替弁７、第２接続通路５、ヒータ通路３、ラジエータ通路１、ウォータポンプ１３の順に循環させる通路である。
【００４７】
制御手段は、エンジン１０の始動・暖機過程において、複数の流路切替弁の開閉を制御して、冷却水を流す通路を第１の循環通路と第２の循環通路との間で周期的に切り替える。
【００４８】
具体的には、冷却水を図中の実線矢印に沿って第１の循環通路に循環させる場合、制御手段は、第１流路切替弁６、第２流路切替弁７、第３流路切替弁８及び第４流路切替弁９の開閉状態を次の状態とする。即ち、この場合、第１流路切替弁６は、制御手段により、ウォータポンプ１３側及び第２流路切替弁７側が開弁され、第１接続通路４側が閉弁される。また、第２流路切替弁７は、制御手段により、第１流路切替弁６側及びウォータジャケット１０ａ側が開弁され、第２接続通路５側が閉弁される。また、第４流路切替弁９は、制御手段により、ヒータコア１４側及びヒータコア１４側とは逆側の少なくとも一方が閉弁される。また、第３流路切替弁８は、制御手段により、第１バイパス通路２ａ側及び第２バイパス通路２ｂ側が開弁され、第１接続通路４側が閉弁される。これにより、ウォータポンプ１３から吐出された冷却水は、図中の実線矢印に沿って第１の循環通路を循環することになる。
【００４９】
一方、冷却水を図中の一点鎖線矢印に沿って第２の循環通路に循環させる場合、制御手段は、第１流路切替弁６、第２流路切替弁７、第３流路切替弁８及び第４流路切替弁９の開閉状態を次の状態とする。即ち、この場合、第１流路切替弁６は、制御手段により、ウォータポンプ１３側及び第１接続通路４側が開弁され、第２流路切替弁７側が閉弁される。また、第３流路切替弁８は、制御手段により、第１接続通路４側及び第１バイパス通路２ａ側が開弁され、第２バイパス通路２ｂ側が閉弁される。また、第４流路切替弁９は、制御手段により開閉制御されず閉弁状態が維持される。また、第２流路切替弁７は、制御手段により、ウォータジャケット１０ａ側及び第２接続通路５側が開弁され、第１流路切替弁６側が閉弁される。これにより、ウォータポンプ１３から吐出された冷却水は、図中の一点鎖線矢印に沿って第２の循環通路を循環することになる。
【００５０】
このように、制御手段が複数の流路切替弁の開閉を制御して、冷却水を流す通路を第１の循環通路と第２の循環通路との間で周期的に繰り返し切り替えることで、冷却水の流れ方向を一方向（実線矢印方向）又はそれとは逆方向（一点鎖線矢印方向）に周期的に変えることができる。このとき、冷却水は当該一方向又は当該逆方向に流れ方向が変わるだけで、当該一方向への冷却水の量と当該逆方向への冷却水の量は略同一とされることが好ましい。また、冷却水の流れを当該一方向及び当該逆方向に変えるタイミングは、ウォータポンプ１３による冷却水の吐出量が、多くともエンジン１０のウォータジャケット１０ａ内に含まれる冷却水の全容積の２０％以内となるときであることが好ましい。
【００５１】
これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち第１及び第２の循環通路を流動又は循環することになる。よって、エンジン１０のウォータジャケット１０ａ内における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）することができる。その結果、気筒間における空燃比（Ａ／Ｆ）のばらつきを抑制することができると共に、エンジン１０の各部、例えばシリンダヘッド、シリンダブロック等の熱変形を抑制することができる。また、これにより、冷却水はラジエータ１１やヒータコア１４等により冷却されることないので、エンジン１０の熱による冷却水温の上昇を促進することができ、エンジン１０の早期暖機を図ることができる。
【００５２】
ここで、図２は、比較例１及び２並びに第１実施形態に係る冷却水循環制御方法による、エンジンの冷却水温と時間との関係を示すグラフである。図２において、実線で示すグラフはシリンダヘッドの冷却水温を示し、破線で示すグラフはシリンダブロックの冷却水温を示す。また、比較例１は、一般的な冷却水循環制御方法を実施した場合における、エンジンの水温と時間との関係を示すグラフである。比較例２は、例えば上記した特許文献１に記載されるウォータポンプの停止制御を実施した場合における、エンジンの水温と時間との関係を示すグラフである。この比較例２では、時刻０〜ｔ１に至るまでウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）の停止を実行し、時刻ｔ１以降はウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）の通常制御（即ち、比較例１と同様の冷却水循環制御）を実行している。
【００５３】
図２より、比較例２は、比較例１及び第１実施形態と比べて、シリンダヘッド及びシリンダブロックの各冷却水温の立ち上がり（又は上昇率）が最も早いため、エンジンの早期暖機の効果が最も大きいといった利点がある。しかし、比較例２では、シリンダヘッドとシリンダブロックとの冷却水温の差が大きいといった欠点がある。このため、比較例２では、シリンダブロックのシリンダヘッド側の部分と、シリンダブロックのシリンダヘッド側とは逆側の部分との冷却水温の差も大きい。これにより、比較例２では、気筒間における空燃比（Ａ／Ｆ）のばらつきが大きくなり、また、シリンダヘッド、シリンダブロック等の熱変形が引き起され易くなる虞がある。一方、比較例１では、冷却水通路において大量の冷却水が循環させられるので、図示のようにシリンダヘッドとシリンダブロックとの冷却水温の差を小さくすることができるといった利点がある反面、そのような制御を実行することで、シリンダヘッド及びシリンダブロックの各冷却水温の立ち上がり（又は上昇率）が最も遅くなり、エンジンが暖機するまでに相当の時間を要してしまうといった欠点がある。この欠点を改善するために、冷却水通路において小量の冷却水を循環させることとした場合には、上記した比較例２と同様の欠点を有することになる。
【００５４】
これらの比較例１及び２に対して、第１実施形態では、冷却水の流れ方向を周期的に変えることで、図２に示すように、シリンダヘッドとシリンダブロックとの冷却水温の差が抑制されており、比較例１と比べて早期に冷却水温を上昇させることが可能となっている。よって、比較例１と比較してエンジン１０の早期暖機を図ることが可能である。
【００５５】
（冷却水循環制御処理）
次に、図３を参照して、第１実施形態に係る冷却装置１００による冷却水循環制御処理の一例について説明する。図３は、第１実施形態に係る冷却装置１００による冷却水循環制御処理の一例に係るフローチャートを示す。なお、この処理はエンジン１０の始動・暖機過程等においてＥＣＵ５０により実行される。
【００５６】
まず、ＥＣＵ５０は、水温センサ１５から得られる検出信号ｓ５を通じて、エンジン１０によって暖められた、ウォータジャケット１０ａの流出口から流出する冷却水温Ｔｗを取得する（ステップＳ１）。次に、ＥＣＵ５０は、取得した冷却水温Ｔｗが、メモリに記憶されたヒータブロア作動水温Ｔｈより小さいか否かについて判定する(ステップＳ２)。
【００５７】
冷却水温Ｔｗがヒータブロア作動水温Ｔｈより小さくない場合には(ステップＳ２；Ｎｏ)は、ＥＣＵ５０はステップＳ４に進み、ヒータの作動要求があるか否かについて判定する。例えば、ユーザにより車室内のヒータスイッチがＯＮにされた場合には、ＥＣＵ５０は、ヒータの作動要求があるものと判断し、そうでなければヒータの作動要求はないものと判断する。この判定において、ヒータの作動要求がある場合には(ステップＳ４；Ｙｅｓ)、ＥＣＵ５０は、第４流路切替弁９のヒータコア１４側及びヒータコア１４側とは逆側を開弁すると共に、ウォータポンプ１３から吐出された冷却水を冷却水通路の一方向（例えばエンジン１０側）に流してヒータ通路３へ循環させる。これにより、エンジン１０の熱によって暖められた冷却水はヒータコア１４を通過し、ヒータコア１４において当該冷却水と空気との熱交換が行われる。ヒータコア１４によって暖められた空気は、ヒータコア１４の近くに設けられるヒータブロア（図示略）によって車室内に送風される。
【００５８】
一方、ステップＳ２において、冷却水温Ｔｗがヒータブロア作動水温Ｔｈより小さい場合には(ステップＳ２；Ｙｅｓ)、エンジン１０の暖機が不十分であるものと判断して、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３に進み、上記した第１実施形態による冷却水循環制御方法により、冷却水流可変機構を通じて冷却水の流れ方向を周期的に変える。これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち第１及び第２の循環通路を流動又は循環することになる。よって、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の暖機が促進される。次に、ＥＣＵ５０は、前回の冷却水温Ｔｗと今回の冷却水温Ｔｗとの差分（以下、「冷却水温差」と称する）ΔＴｗが所定の閾値αより小さいか否かについて判定する(ステップＳ５)。ここで、所定の閾値αは、例えばエンジン１０の暖機が十分であるか否かを判断するために利用され、エンジン１０の暖機が完了して冷却水温Ｔｗが安定した状態における冷却水温Ｔｗの変動分程度の小さな値に設定される。エンジン１０の暖機が不十分な状態では冷却水温Ｔｗが大きく上昇するため冷却水温差ΔＴｗは大きくなるが、エンジン１０の暖機が十分となった状態では冷却水温Ｔｗの変動は小さい。よって、閾値αとの比較により、冷却水温差ΔＴｗが小さいときにはエンジン１０の暖機が十分であると判定される。また、初回目の処理では、前回の冷却水温Ｔｗは、例えば適当な初期値が設定される。
【００５９】
冷却水温差ΔＴｗが所定の閾値αより小さくない場合には(ステップＳ５；Ｎｏ)、ＥＣＵ５０は、サーモスタット１２が閉弁状態にありエンジン１０の暖機が不十分であるものと判断してステップＳ１に戻る。一方、冷却水温差ΔＴｗが所定の閾値αより小さい場合には(ステップＳ５；Ｙｅｓ)、ＥＣＵ５０は、サーモスタット１２が開弁状態にありエンジン１０の暖機が十分であるものと判断してステップＳ６に進む。このステップＳ６では、ＥＣＵ５０は、例えばクランク角センサから得られるクランク角度及びスロットルポジションセンサから得られるスロットル開度に基づき、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌを夫々算出する。
【００６０】
次に、ＥＣＵ５０は、算出されたエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌに応じた吐出量の冷却水を、冷却水流可変機構等を通じて図１の実線矢印方向に沿ってラジエータ通路１に循環させる(ステップＳ７)。この場合、ウォータポンプ１３から吐出された冷却水は、ウォータジャケット１０ａとラジエータ１１との間で循環され、エンジン１０の冷却が行われる。
【００６１】
[第２実施形態]
（内燃機関の冷却装置の構成）
図４は、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の冷却装置２００の概略構成を示す。図４において、太線で表す実線は冷却水通路を示し、実線矢印及び一点鎖線矢印は第２実施形態の制御態様に応じて決まる冷却水の流れを示し、破線矢印は信号の流れを示す。
【００６２】
第１実施形態に係る冷却装置１００と、第２実施形態に係る冷却装置２００とを比較した場合、第２実施形態では、第１流路切替弁６、第２流路切替弁７、第３流路切替弁８、第１接続通路４及び第２接続通路５を設けていない点、並びに、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）が電動ウォータポンプである点が第１実施形態と構成上異なっており、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、以下では、第１実施形態と共通する要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００６３】
第２実施形態に係る冷却装置２００は、主として、冷却水通路と、第４の流路切替弁９と、エンジン１０と、ラジエータ１１と、サーモスタット１２と、電動ウォータポンプ１６と、ヒータコア１４と、水温センサ１５と、ＥＣＵ５０と、を備える。かかる冷却水通路は、ウォータジャケット１０ａと、ラジエータ通路１と、ラジエータバイパス通路２と、ヒータ通路３と、を有する。
【００６４】
電動ウォータポンプ１６は、冷却水を冷却水通路の一方向（図４の実線矢印方向）又は当該一方向とは逆方向（図４の一点鎖線矢印方向）に向けて吐出することが可能なポンプ手段であり、サーモスタット１２とエンジン１０との間に位置するラジエータ通路１に設けられる。電動ウォータポンプ１６は、例えば電動式のモータ（図示略）によって駆動制御され、このモータの駆動を通じて正回転又は逆回転することにより、ラジエータ通路１内の冷却水を冷却水通路の一方向又は逆方向に向けて吐出する。電動ウォータポンプ１６は、バッテリ（図示略）から電力が供給され、ＥＣＵ５０から供給される制御信号ｓ６に基づいてモータを通じて回転方向及び回転数などが制御される。
【００６５】
（冷却水循環制御方法）
次に、図４を参照して、第２実施形態に係る冷却装置２００による冷却水循環制御方法について説明する。
【００６６】
この冷却水循環制御方法では、エンジン１０の始動・暖機過程において、制御手段が上記の第１実施形態と構成の異なる冷却水流可変機構を通じて冷却水の流れ方向を周期的に変えることで、上記した第１実施形態と同様の目的を達成する。
【００６７】
具体的には、この冷却装置２００では、冷却水流可変機構は、電動ウォータポンプ１６と、循環通路と、を備えて構成される。
【００６８】
この循環通路は、ラジエータ通路１の内側に設けられる。この循環通路は、ラジエータ通路１の一部と、ウォータジャケット１０ａと、ラジエータバイパス通路２とを備えて構成され、冷却水をエンジン１０のウォータジャケット１０ａの一方向（実線矢印方向）又は逆方向（一点鎖線矢印方向）に向けて循環させる通路である。具体的には、この循環通路は、電動ウォータポンプ１６から一方向（実線矢印方向）に向けて吐出された冷却水を、主に、ラジエータ通路１、ウォータジャケット１０ａ、ラジエータ通路１、ラジエータバイパス通路２、サーモスタット１２、ラジエータ通路１、電動ウォータポンプ１６の順に循環させる通路であると共に、電動ウォータポンプ１６から逆方向（一点鎖線矢印方向）に向けて吐出された冷却水を、その順序とは逆の順序に循環させる通路である。
【００６９】
制御手段は、エンジン１０の始動・暖機過程において、電動ウォータポンプ１６を周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行い、エンジン１０のウォータジャケット１０ａ内での冷却水の流れ方向を一方向（実線矢印方向）又は逆方向（一点鎖線矢印方向）に周期的に変える。このとき、冷却水の流れを当該一方向及び当該逆方向に変えるタイミングは、電動ウォータポンプ１６による冷却水の吐出量が、多くともエンジン１０のウォータジャケット１０ａ内に含まれる冷却水の全容積の２０％以内となるときであることが好ましい。これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち上記の循環通路を流動又は循環することになる。よって、上記した第１実施形態と同様に、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の早期暖機を図ることができる。
【００７０】
（冷却水循環制御処理）
第２実施形態に係る冷却装置２００による冷却水循環制御処理は、図示を省略するが、第１実施形態に係る冷却装置１００による冷却水循環制御処理と略同様である。但し、第２実施形態では、図３のフローチャートにおいてステップＳ３及びＳ７における制御方法が第１実施形態と若干異なり、それ以外は同様である。よって、以下では、図３を参照して、その異なる点について説明する。
【００７１】
第２実施形態に係る冷却装置２００による冷却水循環制御処理では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２の判定が肯定的（Ｙｅｓ）であった場合に、冷却水流可変機構を通じて冷却水の流れ方向を周期的に変える（ステップＳ３）。具体的には、このステップＳ３では、ＥＣＵ５０は、電動ウォータポンプ１６を周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行い、エンジン１０のウォータジャケット１０ａ内での冷却水の流れ方向を一方向（実線矢印方向）又は逆方向（一点鎖線矢印方向）に周期的に変える。これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち上記の循環通路を流動又は循環することになる。よって、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の暖機が促進される。また、ステップＳ７では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ６において算出されたエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌに応じた吐出量となるように電動ウォータポンプ１６の回転数Ｎｐを制御しつつ、電動ウォータポンプ１６を正回転させる正回転制御を行う。これにより、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌに応じた吐出量の冷却水が電動ウォータポンプ１６から吐出され、その吐出された冷却水が、図４の実線矢印に沿ってラジエータ通路１を循環することになる。この場合、電動ウォータポンプ１６から吐出された冷却水は、ウォータジャケット１０ａとラジエータ１１との間で循環することになり、エンジン１０の冷却が行われる。
【００７２】
[第３実施形態]
（内燃機関の冷却装置の構成）
図５は、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の冷却装置３００の概略構成を示す。図５において、太線で表す実線は冷却水通路を示し、実線矢印及び一点鎖線矢印は第３実施形態の制御態様に応じて決まる冷却水の流れを示し、破線矢印は信号の流れを示す。
【００７３】
第２実施形態に係る冷却装置２００と、第３実施形態に係る冷却装置３００とを比較した場合、第３実施形態では、ラジエータバイパス通路２及び第４の流路切替弁９を設けていない点、並びに、水温センサ１５に加え、さらにもう一つの水温センサ１７を設けている点が第２実施形態と構成上異なっており、それ以外は第２実施形態と同様である。よって、以下では、第１及び第２実施形態と共通する要素については同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。また、以下では、水温センサ１５と水温センサ１７とを区別するため、水温センサ１５を「第１の水温センサ１５」と称し、また、水温センサ１７を「第２の水温センサ１７」と称する。
【００７４】
第３実施形態に係る冷却装置３００は、主として、冷却水通路と、エンジン１０と、ラジエータ１１と、サーモスタット１２と、電動ウォータポンプ１６と、ヒータコア１４と、第１の水温センサ１５と、第２の水温センサ１７と、ＥＣＵ５０と、を備える。かかる冷却水通路は、ウォータジャケット１０ａと、ラジエータ通路１と、ヒータ通路３と、を有する。
【００７５】
第２の水温センサ１７は、図５の実線矢印に沿って冷却水が流入する、ウォータジャケット１０ａの流入口付近に少なくとも１つ設けられている。第２の水温センサ１７は、ウォータジャケット１０ａの流入口に流入する冷却水温度を検出し、その検出信号ｓ７をＥＣＵ５０に供給する。
【００７６】
（冷却水循環制御方法）
次に、図５を参照して、第３実施形態に係る冷却装置３００による冷却水循環制御方法について説明する。
【００７７】
この冷却水循環制御方法では、エンジン１０の始動・暖機過程において、制御手段が上記の第１及び第２実施形態と構成の異なる冷却水流可変機構によって冷却水の流れ方向を周期的に変えることで、上記した第１及び第２実施形態と同様の目的を達成する。
【００７８】
具体的には、この冷却装置３００では、冷却水流可変機構は、電動ウォータポンプ１６と、循環通路と、を備えて構成される。
【００７９】
この循環通路は、冷却水をエンジン１０のウォータジャケット１０ａの一方向（実線矢印方向）又は逆方向（一点鎖線矢印方向）に向けて循環させる通路である。具体的には、この循環通路は、ラジエータ通路１の一部と、ウォータジャケット１０ａと、ヒータ通路３とを備えて構成され、電動ウォータポンプ１６から一方向（実線矢印方向）に向けて吐出された冷却水を、主に、ラジエータ通路１、ウォータジャケット１０ａ、ラジエータ通路１、ヒータ通路３、ヒータコア１４、ヒータ通路３、ラジエータ通路１、電動ウォータポンプ１６の順に循環させる通路であると共に、電動ウォータポンプ１６から逆方向（一点鎖線矢印方向）に向けて吐出された冷却水を、その順序とは逆の順序に循環させる通路である。
【００８０】
制御手段は、エンジン１０の始動・暖機過程において、電動ウォータポンプ１６を周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行い、エンジン１０のウォータジャケット１０ａ内での冷却水の流れ方向を一方向（実線矢印方向）又は逆方向（一点鎖線矢印方向）に周期的に変える。このとき、冷却水の流れを当該一方向及び当該逆方向に変えるタイミングは、電動ウォータポンプ１６による冷却水の吐出量が、多くともエンジン１０のウォータジャケット１０ａ内に含まれる冷却水の全容積の２０％以内となるときであることが好ましい。これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、冷却水は冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち上記の循環通路を流動又は循環することになる。よって、上記した第１及び第２実施形態と同様に、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の早期暖機を図ることができる。
【００８１】
（冷却水循環制御処理）
次に、図６を参照して、第３実施形態に係る冷却装置３００による冷却水循環制御処理の一例について説明する。
【００８２】
図６は、第３実施形態に係る冷却装置３００による冷却水循環制御処理の一例に係るフローチャートを示す。なお、この処理はエンジン１０の始動・暖機過程等においてＥＣＵ５０により実行される。
【００８３】
まず、ＥＣＵ５０は、第１の水温センサ１５から得られる検出信号ｓ５を通じて、エンジン１０によって暖められた、エンジン１０のウォータジャケット１０ａの流出口から流出する冷却水温Ｔｗｏを取得すると共に、第２の水温センサ１７から得られる検出信号ｓ７を通じて、エンジン１０のウォータジャケット１０ａの流入口に流入する冷却水温Ｔｗｉを取得する（ステップＳ１１）。次に、ＥＣＵ５０は、取得した冷却水温Ｔｗｏが、メモリに記憶されたヒータブロア作動水温Ｔｈより小さいか否かについて判定する(ステップＳ１２)。
【００８４】
冷却水温Ｔｗｏがヒータブロア作動水温Ｔｈより小さくない場合には(ステップＳ１２；Ｎｏ)は、ＥＣＵ５０はステップＳ１４に進み、上記した第１実施形態のステップｓ４と同様の方法にて、ヒータの作動要求があるか否かについて判定する。この判定において、ヒータの作動要求がある場合には(ステップＳ１４；Ｙｅｓ)、ＥＣＵ５０は、電動ウォータポンプ１６の回転方向を正回転方向に制御して（ステップＳ２０）、電動ウォータポンプ１６から吐出された冷却水を、エンジン１０のウォータジャケット１０ａとヒータ通路３との間で循環させる。これにより、エンジン１０の熱によって暖められた冷却水がヒータコア１４を通過して、ヒータコア１４において当該冷却水と空気との熱交換が行われる。ヒータコア１４によって暖められた空気は、ヒータコア１４の近くに設けられるヒータブロア（図示略）によって車室内に送風される。
【００８５】
一方、ステップＳ１２において、冷却水温Ｔｗｏがヒータブロア作動水温Ｔｈより小さい場合には(ステップＳ１２；Ｙｅｓ)、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３に進む。このステップＳ１３では、ＥＣＵ５０は、冷却水温Ｔｗｏと冷却水温Ｔｗｉとの差分を算出し、算出した当該差分が所定の閾値βより小さいか否かについて判定する。ここで、所定の閾値βは、例えばエンジン１０内の冷却水温の差が大きいか否かを判断することが可能な値とされる。
【００８６】
冷却水温Ｔｗｏと冷却水温Ｔｗｉとの差分が所定の閾値βより小さい場合には(ステップＳ１３；Ｙｅｓ)、エンジン１０内の冷却水温の差は小さいので、ＥＣＵ５０は、電動ウォータポンプ１６の回転数Ｎｐを減少させつつ(ステップＳ１５)、電動ウォータポンプ１６を周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行う(ステップＳ１７)。これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、少量の冷却水が、冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち上記の循環通路を流動又は循環することになる。よって、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差をさらに低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の暖機が促進される。一方、冷却水温Ｔｗｏと冷却水温Ｔｗｉとの差分が所定の閾値βより小さくない場合には(ステップＳ１３；Ｎｏ)、エンジン１０内の冷却水温の差が大きいので、その冷却水温の差を小さくするために、ＥＣＵ５０は、電動ウォータポンプ１６の回転数を増加させつつ(ステップＳ１６)、電動ウォータポンプ１６を周期的に正逆回転させる正逆回転制御を行う(ステップＳ１７)。これにより、エンジン１０の始動・暖機過程において、多量の冷却水が、冷却水通路の全体ではなく、冷却水通路の局所的な範囲で循環、即ち上記の循環通路を流動又は循環することになる。よって、エンジン１０内の各所（例えば気筒間など）における冷却水温の差を低減（即ち、温度分布を均一化）しつつ、エンジン１０の暖機が促進される。
【００８７】
次に、ＥＣＵ５０は、前回の冷却水温Ｔｗｏと今回の冷却水温Ｔｗｏとの差分（以下、「冷却水温差」と称する）ΔＴｗｏが所定の閾値αより小さいか否かについて判定する(ステップＳ１８)。ここで、所定の閾値αは、例えばエンジン１０の暖機が十分であるか否かを判断することが可能な値とされる。また、初回目の処理では、前回の冷却水温Ｔｗｏは、例えば適当な初期値が設定される。
【００８８】
冷却水温差ΔＴｗｏが所定の閾値αより小さくない場合には(ステップＳ１８；Ｎｏ)、ＥＣＵ５０は、サーモスタット１２が閉弁状態にありエンジン１０の暖機が不十分であるものと判断してステップＳ１１に戻る。一方、冷却水温差ΔＴｗｏが所定の閾値αより小さい場合には(ステップＳ１８；Ｙｅｓ)、ＥＣＵ５０は、サーモスタット１２が開弁状態にありエンジン１０の暖機が十分であるものと判断してステップＳ１９に進む。このステップＳ１９では、ＥＣＵ５０は、上記した第１実施形態のステップ６と同様の方法にて、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌを夫々算出する。
【００８９】
次に、ＥＣＵ５０は、算出されたエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌに応じた吐出量となるように電動ウォータポンプ１６の回転数Ｎｐを制御しつつ、電動ウォータポンプ１６を正回転させる正回転制御を行う（ステップＳ２０）。これにより、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷率Ｋｌに応じた吐出量の冷却水が電動ウォータポンプ１６から吐出され、その吐出された冷却水が、図４の実線矢印に沿ってラジエータ通路１を循環することになる。この場合、電動ウォータポンプ１６から吐出された冷却水は、ウォータジャケット１０ａとラジエータ１１との間で循環することになり、エンジン１０の冷却が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】比較例１及び２並びに第１実施形態に係る冷却水循環制御方法による、エンジン冷却水温と時間との関係を示すグラフである。
【図３】第１実施形態に係る冷却水循環制御処理を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る内燃機関の冷却装置の概略構成を示す図である。
【図５】第３実施形態に係る内燃機関の冷却装置の概略構成を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る冷却水循環制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１  ラジエータ通路
２  ラジエータバイパス通路
２ａ  第１バイパス通路
２ｂ  第２バイパス通路
３  ヒータ通路
４  第１接続通路
５  第２接続通路
６  第１流路切替弁
７  第２流路切替弁
８  第３流路切替弁
９  第４流路切替弁
１０  エンジン
１０ａ  ウォータジャケット
１３  ウォータポンプ
１４  ヒータコア
１５  水温センサ（第１の水温センサ）
１６  電動ウォータポンプ
１７  第２の水温センサ
５０  ＥＣＵ
１００、２００、３００  内燃機関の冷却装置
【図１】
2009197641.tif 000003
【図２】
2009197641.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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