JP6246633B2 - 車両用内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却液をウォータポンプによって車両用内燃機関に循環させる冷却装置に関する。

特許文献１には、水温センサと、エンジン停止時においても冷却水を強制循環し得る電動ウォータポンプと、ラジエータと、ラジエータ側へ冷却水を導くサーモバルブとを備え、エンジン自動停止条件の１つに冷却水温度が所定の自動停止許可温度以上であることが含まれるとともに、少なくともエンジン自動停止中の所定期間を含む期間、サーモバルブを開弁するとともに電動ウォータポンプを作動させるようにした、冷却装置が開示されている。

特開２００５−３４４６４６号公報

車両の空調装置は、エバポレータで空調空気の熱を奪って気化した低温低圧の冷媒ガスを、内燃機関で回転駆動されるコンプレッサーによって圧縮し、高温高圧となった冷媒ガスをコンデンサーに送り出すよう構成される。
また、エバポレータ（冷却ユニット）の下流側に、内燃機関の冷却液が供給されるヒータコアを配置し、エバポレータで冷却された空調空気をヒータコアで再加熱することで、温度調整が行われる。

ここで、内燃機関がアイドルストップにより停止しているときに、内燃機関の温度上昇を抑制するために電動ウォータポンプによって冷却水を循環させる場合、冷却水がヒータコアに供給される一方で内燃機関によるコンプレッサーの駆動が停止されることで、空調装置における冷房性能が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、内燃機関の自動停止状態において、車両の冷房性能の低下を抑制できる、車両用内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明は、車両用内燃機関の自動停止状態において電動式ウォータポンプを動作させて冷却液を循環させるときに、空調装置の冷却ユニットで冷却された空調空気をヒータコアで再加熱する加熱要求が低いほど、ヒータコア冷却液ラインへの冷却液の供給量を減少させるように流量制御弁を制御すると共に前記電動式ウォータポンプの吐出量を減少させる制御手段を備え、前記制御手段は、前記加熱要求に応じた前記電動式ウォータポンプの吐出量の減少制御よりも、前記車両用内燃機関のシリンダヘッドの温度に応じた前記電動式ウォータポンプの吐出量の増大制御を優先させるようにした。

上記発明によると、内燃機関の自動停止状態における車両の冷房性能の低下を抑制できる。

本発明の実施形態における内燃機関の冷却装置のシステム概略図である。 本発明の実施形態における車両の空調装置のシステム概略図である。 本発明の実施形態における内燃機関の運転状態での流量制御弁の制御を例示するタイムチャートである。 本発明の実施形態におけるアイドルストップ状態での流量制御弁の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態におけるアイドルストップ状態での流量制御弁の制御パターンを示す図である。 本発明の実施形態における空調設定温度とヒータコア冷却ラインの冷却水流量との相関を示す図である。 本発明の実施形態における空調ファン流量とヒータコア冷却ラインの冷却水流量との相関を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る車両用内燃機関の冷却装置の一例を示す構成図である。

車両用の内燃機関１０は、シリンダヘッド１１及びシリンダブロック１２を有してなり、内燃機関１０の出力軸には、動力伝達装置の一例としての変速機２０が接続され、変速機２０の出力が図示省略した駆動輪に伝達される。
内燃機関１０の冷却装置は、冷却水（冷却液）を循環させる水冷式冷却装置であり、電気式アクチュエータによって動作する電動式の流量制御弁３０、モータで駆動される電動式のウォータポンプ（ＥＬＷＰ）４０、ラジエータ５０、内燃機関１０に設けた冷却水通路６０、これらを接続する複数の配管７０で構成される。

内燃機関１０には、冷却水通路６０として、シリンダヘッド１１の気筒配列方向の一方端に設けた冷却水入口１３と、シリンダヘッド１１の気筒配列方向の他方端に設けた冷却水出口１４とを接続し、シリンダヘッド１１内に延設されるヘッド側冷却水通路６１を設けてある。
また、内燃機関６０には、冷却水通路６０として、ヘッド側冷却水通路６１から分岐してシリンダブロック１２に至り、シリンダブロック１２内に延設されて、シリンダブロック１２に設けた冷却水出口１５に接続されるブロック側冷却水通路６２を設けてある。シリンダブロック１２の冷却水出口１５は、冷却水出口１４が設けられる側と同じ気筒配列方向の端部に設けられる。

このように、図１に例示した冷却装置において、シリンダブロック１２には、シリンダヘッド１１を経由して冷却水が供給され、シリンダブロック１２に流れずにシリンダヘッド１１を通過した冷却水は冷却水出口１４から排出され、シリンダヘッド１１に流入した後シリンダブロック１２内を通過した冷却水は冷却水出口１５から排出される。
シリンダヘッド１１の冷却水出口１４には、第１冷却水配管７１（第１冷却液ライン、ラジエータ冷却液ライン）の一端が接続され、第１冷却水配管７１の他端は、ラジエータ５０の冷却水入口５１に接続される。

シリンダブロック１２の冷却水出口１５には、第２冷却水配管７２（第２冷却液ライン、ブロック冷却液ライン）の一端が接続され、第２冷却水配管７２の他端は、流量制御弁３０の４つの入口ポート３１−３４（流入側）のうちの第１入口ポート３１に接続される。
第２冷却水配管７２の途中には、内燃機関１０の潤滑油を冷却するためのオイルクーラー１６を設けてあり、オイルクーラー１６は、第２冷却水配管７２内を流れる冷却水と内燃機関１０の潤滑油との間で熱交換を行う。

また、第３冷却水配管７３（第４冷却液ライン、動力伝達系冷却液ライン）は、一端が第１冷却水配管７１に接続され、他端が流量制御弁３０の第２入口ポート３２に接続され、この第３冷却水配管７３は途中には、変速機２０の作動油を加熱するためのオイルウォーマー２１が設けられる。
オイルウォーマー２１は、第３冷却水配管７３内を流れる冷却水と変速機２０の作動油との間で熱交換を行う。つまり、シリンダヘッド１１を通過した冷却水を分流させて水冷式のオイルウォーマー２１に導き、オイルウォーマー２１において作動油を加熱させる。

更に、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン）は、一端が第１冷却水配管７１に接続され、他端が流量制御弁３０の第３入口ポート３３に接続される。
第４冷却水配管７４には、各種の熱交換デバイスが設けられている。

上記の熱交換デバイスとして、上流側から順に、車両用空調装置（エアコンディショナー）のヒータコア９１、内燃機関１０の排気還流装置を構成する水冷式のＥＧＲクーラ９２、同じく排気還流装置を構成する排気還流量を調整するための排気還流制御弁（ＥＧＲ弁）９３、内燃機関１０の吸入空気量を調整するスロットルバルブ９４が設けられる。
ヒータコア９１は、第４冷却水配管７４内の冷却水と空調空気との間で熱交換を行わせ、空調空気を暖めるデバイスである。

ＥＧＲクーラ９２は、排気還流装置によって内燃機関１０の吸気系に還流される排気と第４冷却水配管７４内の冷却水との間で熱交換を行わせ、吸気系に還流させる排気の温度を低下させるデバイスである。
また、排気還流制御弁９３及びスロットルバルブ９４は、第４冷却水配管７４内の冷却水との間で熱交換を行うことで暖められるように構成され、これにより排気中や吸気中に含まれる水分が、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４の周辺で凍結することを抑制する。

このように、シリンダヘッド１１を通過した冷却水を分流させて、ヒータコア９１、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４に導き、これらとの間での熱交換が行わせる。
また、第５冷却水配管７５は、一端がラジエータ５０の冷却水出口５２に接続され、他端が流量制御弁３０の第４入口ポート３４に接続される。

流量制御弁３０は、１つの出口ポート３５を有し、この出口ポート３５（流量制御弁３０の流出側）には、第６冷却水配管７６の一端が接続される。第６冷却水配管７６の他端は、ウォータポンプ４０の吸込口４１に接続される。
そして、ウォータポンプ４０の吐出口４２には第７冷却水配管７７の一端が接続され、第７冷却水配管７７の他端は、シリンダヘッド１１の冷却水入口１３に接続される。

また、第３冷却水配管７３、第４冷却水配管７４が接続される部分よりも下流側の第１冷却水配管７１に一端が接続され、他端が第６冷却水配管７６（流量制御弁３０の流出側）に接続される第８冷却水配管７８を設けてある。
流量制御弁３０は、前述したように、４つの入口ポート３１−３４と１つの出口ポート３５とを備え、入口ポート３１−３４には冷却水配管７２，７３，７４，７５がそれぞれ接続され、出口ポート３５に第６冷却水配管７６が接続される。

流量制御弁３０は、例えば回転式の流路切換バルブであり、複数のポート３１−３５が形成されたステータに、流路が設けられたロータを嵌装し、ロータを電動モータなどの電動アクチュエータで回転駆動してロータの角度位置を変更することで、ステータの各開口を接続する構成である。
そして、係る回転式の流量制御弁３０では、ロータ角度に応じて４つの入口ポート３１−３４の開口面積割合が変化し、ロータ角度の選定によって所望の開口面積割合（流量割合）に制御できるようにロータの流路などが適合される。

上記構成において、ヘッド側冷却水通路６１と第１冷却水配管７１とによって、シリンダヘッド１１及びラジエータ５０を経由する第１冷却液ライン（ラジエータ冷却液ライン）が構成され、ブロック側冷却水通路６２と第２冷却水配管７２とによって、シリンダブロック１２を経由しラジエータ５０を迂回する第２冷却液ライン（ブロック冷却液ライン）が構成される。

また、ヘッド側冷却水通路６１と第４冷却水配管７４とによって、シリンダヘッド１１及びヒータコア９１を経由しラジエータ５０を迂回する第３冷却液ライン（ヒータコア冷却液ライン）が構成され、ヘッド側冷却水通路６１と第３冷却水配管７３とによって、シリンダヘッド１１及び変速機２０（動力伝達装置）のオイルウォーマー２１を経由しラジエータ５０を迂回する第４冷却液ライン（動力伝達系冷却液ライン）が構成される。

更に、第８冷却水配管７８によって、シリンダヘッド１１とラジエータ５０との間の第１冷却液ラインから分岐し、ラジエータ５０を迂回して流量制御弁３０の流出側に合流するバイパスラインが構成される。
つまり、流量制御弁３０は、上述した第１冷却液ライン、第２冷却液ライン、第３冷却液ライン及び第４冷却液ラインの出口がそれぞれ流入側に接続され、流出側がウォータポンプ４０の吸引側に接続され、各冷却液ラインの出口開口面積を調整することで、第１冷却液ライン、第２冷却液ライン、第３冷却液ライン及び第４冷却液ラインへの冷却水の供給量（分配割合）を制御する流路切り替え機構である。

冷却水出口１４近傍の第１冷却水配管７１内の冷却水温度、つまり、シリンダヘッド１１の出口付近の冷却水の温度を検出する第１温度センサ８１と、冷却水出口１５近傍の第２冷却水配管７１内の冷却水温度、つまり、シリンダブロック１２の出口付近で冷却水の温度を検出する第２温度センサ８２とを設けてある。
第１温度センサ８１の水温検出信号ＴＷ１及び第２温度センサ８２の水温検出信号ＴＷ２は、マイクロコンピュータを備える内燃機関用の電子制御装置（コントローラ、制御ユニット）１００に入力される。そして、電子制御装置１００は、ウォータポンプ４０及び流量制御弁３０に操作信号を出力して、ウォータポンプ４０の吐出量、流量制御弁３０のロータ角度を制御する。

また、電子制御装置１００は、内燃機関１０の燃料噴射装置１７、点火装置１８を制御する機能を有し、また、車両の信号待ちの場合などに内燃機関１０を一時的に自動停止させるアイドルストップ制御機能を有している。
図２は、前述したヒータコア９１を含む車両用空調装置２００の構成の一例を示す図である。

図２に示す車両用空調装置２００は、ブロア（送風機）２０１、エバポレータ（蒸発器）２０２、ヒータコア９１、エアミックスドア２０３、通気ダクト２０４、コンプレッサー２０５、コンデンサー２０６、エキスパンションバルブ（膨張弁）２０７を含んで構成される。
ブロア２０１は、通気ダクト２０４の一方端の導入口から取り入れた空調空気を、通気ダクト２０４の他方端の吹き出し口に向けて送風するデバイスであり、モータ２０１ａによって回転駆動されて送風を行う。

空調空気を冷却する冷却ユニットであるエバポレータ２０２は、ブロア２０１の下流側に配置される。
エバポレータ２０２を出た冷媒ガスは、内燃機関１０によって回転駆動されるコンプレッサー２０５に戻され、コンプレッサー２０５によって圧縮された冷媒ガスは高温高圧の半液体の状態でコンデンサー２０６に入る。
なお、内燃機関１０によるコンプレッサー２０５の駆動は、電磁クラッチ２０５ａを介して行われ、電磁クラッチ２０５ａの締結、解放を制御することで、コンプレッサー２０５の駆動、停止が制御される。

冷媒ガスはコンデンサー２０６で冷却されて液化が進められた後、エキスパンションバルブ２０７からエバポレータ２０２内に噴射され気化する。
そして、気化した冷媒ガスはエバポレータ２０２周りの熱を奪い、エバポレータ２０２が冷えることで、エバポレータ２０２を通過する空調空気が冷やされる。

エバポレータ２０２の下流側にはヒータコア９１が配置され、ヒータコア９１は、内燃機関１０を通過して加熱された冷却水が供給されることで加熱され、ヒータコア９１を通過する空調空気を加熱する。
エバポレータ２０２とヒータコア９１との間にエアミックスドア２０３が配置される。エアミックスドア２０３は、アクチュエータ２０３ａによって開閉され、その開閉位置によってヒータコア９１に向けて流れる空調空気の流量を調整することで、エバポレータ２０２で冷却された空調空気のうちヒータコア９１で再加熱される空気量を調整する。

上記のモータ２０１ａ、アクチュエータ２０３ａ、電磁クラッチ２０５ａは、マイクロコンピュータを備える空調装置用の電子制御装置２１０によって制御される。
電子制御装置２１０には、内気温度センサ２１１が出力する車室内温度信号や、車両の乗員が空調温度の設定操作を行う温度調節スイッチ２１２からの設定温度（目標温度）信号や、外気温度センサ２１３が出力する外気温度信号などが入力される。
そして、電子制御装置２１０は、これらの入力信号に応じて、電磁クラッチ２０５ａを制御してコンプレッサー２０５の駆動／停止を制御し、モータ２０１ａを制御して空調空気の風量を調整し、また、アクチュエータ２０３ａを制御して、エアミックスドア２０３の開閉位置、つまり、再加熱される空気量を調整する。

空調装置用の電子制御装置２１０と内燃機関用の電子制御装置１００とは、コントローラー・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）によって相互にデータ転送可能に構成され、空調装置用の電子制御装置２１０は、内燃機関用の電子制御装置１００に向けて、空調空気の風量（ブロア風量）、設定温度、コンプレッサー２０５の駆動／停止（電磁クラッチの締結／解放）、外気温、内気温などの空調装置２００の作動状態、作動条件を示す種々の信号を転送する。

以下では、内燃機関用の電子制御装置１００による冷却装置（流量制御弁３０、ウォータポンプ４０）の制御機能を説明する。
図３は、内燃機関１０の始動から暖機、更に、暖機完了後の機関運転状態における、各部の温度、流量制御弁３０のロータ角度、冷却水流量の相関の一例を概略的に示す図である。

流量制御弁３０は、ロータ角度がストッパで規制される基準角度位置から所定角度範囲内では、入口ポート３１−３４を全て閉じる（第１の流路切替えパターン）。
なお、入口ポート３１−３４を全て閉じる状態は、各入口ポート３１−３４の開口面積を零とする状態の他、零よりも大きい最小開口面積とする状態（漏れ流量が発生する状態）を含むものとする。

上記入口ポート３１−３４を全て閉じられる角度よりもロータ角度を増加させると、ヒータコア冷却液ラインの出口が接続される第３入口ポート３３が一定開度にまで開くようになり、その後、ロータ角度の増大に対して前記一定の流量を保持する（第２の流路切替えパターン）。
第３入口ポート３３が一定開度にまで開く角度から更にロータ角度を増大させると、ブロック冷却液ラインの出口が接続される第１入口ポート３１が開き出し、第１入口ポート３１の開口面積は、ロータ角度の増大に応じて漸増する（第３の流路切替えパターン）。

第１入口ポート３１が開き出する角度よりもより大きな角度位置で、動力伝達系冷却液ラインの出口が接続される第２入口ポート３２が一定開度まで開き、その後、ロータ角度の増大に対して前記一定開度を保持する（第４の流路切替えパターン）。
更に、第２入口ポート３２が一定開度まで開く角度よりも大きな角度位置で、ラジエータ冷却液ラインの出口が接続される第４入口ポート３４が開き出し、第４入口ポート３４の開口面積は、ロータ角度の増大に応じて漸増する（第５の流路切替えパターン）。

なお、第４入口ポート３４が開口面積は、開き始めの当初は第１入口ポート３１の開口面積よりも小さいが、ロータ角度の増大に応じて第１入口ポート３１の開口面積よりも大きくなるように設定される。
そして、電子制御装置１００は、第１温度センサ８１、第２温度センサ８２の検出出力に基づき、例えば以下のようにして流量制御弁３０及びウォータポンプ４０を制御する。
電子制御装置１００は、内燃機関１０の冷機始動時には、流量制御弁３０のロータ角度を、入口ポート３１−３４が全て閉じる位置（第１パターン）に制御し、バイパスラインを介して冷却水が循環するようにして、シリンダヘッド１１を暖機する。

第１温度センサ８１で検出されるシリンダヘッド１１の出口温度がシリンダヘッド１１の暖機完了を示す温度に達すると（時刻ｔ１）、電子制御装置１００は、ヒータコア冷却液ラインが開く角度位置（第２パターン）にまでロータ角度を増加させ、ヒータコア９１への冷却水の供給を開始させる。
次いで、第２温度センサ８２で検出されるシリンダブロック１２の出口温度が設定温度に達すると（時刻ｔ２）、電子制御装置１００は、ブロック冷却液ラインが開く角度位置（第３パターン）にまでロータ角度を増加させ、シリンダブロック１２への冷却水の供給を開始させる。

そして、シリンダブロック１２への冷却水の供給を開始してからシリンダブロック１２の出口温度が所定温度だけ上昇し、目標温度付近に達すると（時刻ｔ４）、電子制御装置１００は、動力伝達系冷却液ラインが開く角度位置（第４パターン）までロータ角度を増加させ、オイルウォーマー２１への冷却水の供給を開始させる。
以上のようにして各部の暖機が完了すると、電子制御装置１００は、シリンダヘッド１１の出口温度を目標温度付近に維持し、シリンダブロック１２の出口温度をシリンダヘッド１１の目標温度よりも高い目標温度に維持するように、温度上昇に応じてラジエータ冷却液ラインを開く角度（第５パターン）にまでロータ角度を増大させ、ラジエータ冷却液ラインの開口面積を調整すると共に、ウォータポンプ４０の吐出量を暖機運転中よりも増大させる。

ここで、シリンダヘッド１１の出口温度を目標温度付近に維持することが、シリンダブロック１２の出口温度を目標温度に維持することよりも優先されるようにしてある。つまり、例えば、内燃機関１０の高負荷運転時などにおいて、シリンダヘッド１１の出口温度が目標温度よりも高くなる一方で、シリンダブロック１２の出口温度が目標付近に維持されている場合、電子制御装置１００は、ラジエータ冷却液ラインの開口面積を増やし且つウォータポンプ４０の吐出量を増やす制御を行う（時刻ｔ５以降）。
従って、内燃機関１０の高負荷運転時には、シリンダヘッド１１の出口温度が目標付近に維持されるものの、シリンダブロック１２の出口温度が目標よりも低下する場合があり得る。

次に、内燃機関１０がアイドルストップ機能によって自動停止したときの電子制御装置１００による流量制御弁３０の制御を、図４のフローチャートに従って説明する。
図４のフローチャートに示すルーチンは、アイドルストップの実行条件が成立し、アイドルストップ指令信号が出力される（アイドルストップフラグの立ち上がる）ことで、電子制御装置１００により割り込み処理される。

まず、電子制御装置１００は、ステップＳ６０１で、アイドルストップ制御、具体的には、内燃機関１０への燃料供給を停止し、また、点火プラグによる点火動作を停止させることで内燃機関１０を自動停止させる制御を行う。
次いで、電子制御装置１００は、ステップＳ６０２へ進み、空調装置２００が冷房状態（空調空気を冷やす要求状態）であるか暖房状態（空調空気を加熱する要求状態）であるかを検出する。

電子制御装置１００は、ステップＳ６０２において、例えば、コンプレッサー２０５の駆動状態である場合を冷房状態として検出することができる。
空調装置２００が冷房状態でない場合（暖房状態である場合）、電子制御装置１００は、ステップＳ６０３へ進む。

ステップＳ６０３で、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を、ヒータコア冷却液ラインが開き、ブロック冷却液ラインが開く前の角度（図５のパターンＣ）に制御し、ヒータコア９１に冷却水が供給される状態とすると共に、ウォータポンプ４０を駆動させて内燃機関１０の暖機状態と同程度若しくは暖機状態よりも少ない流量の冷却水が循環されるようにする。
これにより、内燃機関１０の自動停止中（アイドルストップ中）も、ヒータコア９１への冷却水の供給を継続させることができ、暖房性能の低下を抑制できる。

一方、電子制御装置１００は、ステップＳ６０２で空調装置２００が冷房状態であることを検出すると、ステップＳ６０４へ進む。
ステップＳ６０４で、電子制御装置１００は、エバポレータ２０２で冷却された空調空気をヒータコア９１で再加熱する要求が所定値よりも低いか否かを検出する。

ここで、エバポレータ２０２で冷却された空調空気のうちヒータコア９１で再加熱される空気量が多いほど、再加熱要求が高い状態であり、電子制御装置１００は、エアミックスドア２０３の角度位置、ブロア流量、空調装置２００の設定温度などから、再加熱要求が所定値よりも低いか否かを検出する。
電子制御装置１００は、例えば、ヒータコア９１に通過させる空調空気の割合が所定割合を下回る位置にエアミックスドア２０３が制御されていることを、再加熱要求が所定値より低い状態として検出することができる。

また、電子制御装置１００は、ブロア風量が所定風量よりも多い状態、又は、空調装置２００の設定温度が閾値よりも低い状態を、再加熱要求が所定値より低い状態として検出することができる。
ここで、再加熱要求が所定値よりも低い状態とは、ヒータ冷却液ライン（ヒータコア９１）への冷却水の供給を停止させても空調性能への影響を許容範囲内に抑制できる状態である。換言すれば、再加熱要求が所定値よりも低い状態とは、エバポレータ２０２を通過して冷やされた空調空気の全量がヒータコア９１をバイパスする状態、及び、エバポレータ２０２を通過して冷やされた空調空気のうち、ヒータコア９１を通過させる空調空気の割合が所定値を下回る状態であり、ヒータコア９１の加熱作用が停止しても、空調性能の低下が許容範囲内となる状態である。

例えば、車室内の温度が設定温度（乗員の指定温度）よりも高い状態であれば、再加熱要求は十分に低く、ヒータコア９１への冷却水の供給、換言すれば、ヒータコア９１による再加熱作用を停止させることができる。
そこで、電子制御装置１００は、再加熱要求が所定値より低いことを検出すると、ステップＳ６０４からステップＳ６０５へ進み、流量制御弁３０のロータ角度を全入口ポート３１−３４が閉じる角度に制御し、ヒータコア冷却液ラインへの冷却水の供給を停止し、バイパスラインを介して冷却水が循環される状態とし、かつ、ウォータポンプ４０の吐出量を、暖房状態でヒータコア９１に冷却水を供給する場合よりも低下させる。

内燃機関１０がアイドルストップ機能によって自動停止されると、コンプレッサー２０５の駆動が停止し、エバポレータ２０２の冷却能力が低下するが、係る状態で、ヒータコア９１に冷却水（温水）が供給されると、ヒータコア９１からの放熱で暖められた空気がエバポレータ２０２で冷やされた空調空気に混合することで、吹き出し口における空調空気の温度が空調装置２００の設定温度に見合わない高温になり、冷房性能が大きく低下する可能性がある。

そこで、電子制御装置１００は、再加熱要求が低い状態、つまり、ヒータコア９１で空調空気を再加熱する要求が低い状態では、ヒータコア９１への冷却水の供給を停止させることで、ヒータコア９１において無用に空調空気が暖められることを抑制し、アイドルストップ状態での冷房性能の低下を抑制する。
一方、電子制御装置１００は、ステップＳ６０４で、再加熱要求が所定値よりも高いこと、換言すれば、エバポレータ２０２で冷やされた空調空気をヒータコア９１で再加熱する要求があることを検出すると、ステップＳ６０６へ進む。

電子制御装置１００は、再加熱要求度合いに応じて流量制御弁３０のロータ角度を制御することで、ヒータコア冷却液ラインの開口面積（ヒータコア冷却液ラインに流れる冷却水の流量）を可変に制御し、また、係る開口面積制御による開口面積の増大に応じてウォータポンプ４０の吐出量を可変に制御する。
つまり、ステップＳ６０６で、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を、全入力ポート３１−３４が全閉となる角度（ヒータコア冷却液ラインの開口面積が最小になる角度）と、ヒータコア冷却液ラインの開口面積が最大になる角度との間で可変に制御することで、ヒータコア９１に供給する冷却水の流量を調整し、再加熱要求を満たしつつ過剰な流量の冷却水がヒータコア９１に供給されることを抑制する（パターンＢ）。

具体的には、電子制御装置１００は、空調装置２００における設定温度が低いほど、冷房要求が高く再加熱要求が低いことを検出し、図６に示すように、ヒータコア冷却液ラインに供給する冷却水の流量が少なくなるように、流量制御弁３０のロータ角度を小さくしてヒータコア冷却液ラインの開口面積を小さくすると共にウォータポンプ４０の吐出量を少なくする。
また、電子制御装置１００は、空調装置２００のブロア風量が多いほど、冷房要求が高く再加熱要求が低いことを検出し、図７に示すように、ヒータコア冷却液ラインに供給する冷却水の流量が少なくなるように、流量制御弁３０のロータ角度を小さくしてヒータコア冷却液ラインの開口面積を小さくすると共にウォータポンプ４０の吐出量を少なくする。

なお、電子制御装置１００は、ステップＳ６０６において、ヒータコア冷却液ラインに供給する冷却水の流量（流量制御弁３０のロータ角度、ヒータコア冷却液ラインの開口面積）及びウォータポンプ４０の吐出量を、空調装置２００における設定温度及びブロア風量に基づき決定することができる。
また、電子制御装置１００は、再加熱要求（冷房要求）を、車室内の温度、車室内の温度と空調装置２００の設定温度との差などに基づき決定することができる。

つまり、空調装置２００における設定温度、ブロア風量、車室内の温度、車室内の温度と空調装置２００の設定温度との差、外気温度などの空調装置２００の作動状態、作動条件を示すパラメータのうちの１つ或いは複数のパラメータの組み合わせに基づいて、再加熱要求（冷房要求）を検出し、ヒータコア冷却液ラインに供給する冷却水の流量を制御することができる。
また、電子制御装置１００は、ステップＳ６０６において、流量制御弁３０のロータ角度を、ヒータコア冷却液ラインに冷却液が供給される一定角度に設定し、また、ウォータポンプ４０の吐出量を一定量に固定する構成とすることができる。

以上のように、内燃機関１０の自動停止状態において、ウォータポンプ４０により冷却水の循環を行わせつつ、ヒータコア９１による再加熱要求が低いほどヒータコア冷却液ラインへの冷却液の供給量を減少させるので、再加熱要求が低いにも関わらずヒータコア９１に冷却水（温水）が供給されて冷房性能を低下させることを抑制できる。
なお、電子制御装置１００は、内燃機関１０が自動停止している状態において、シリンダヘッド１１の出口での冷却水温度が設定温度を超えるようになると、ラジエータ冷却液ラインが開く角度にまで流量制御弁３０のロータ角度を増大させ、かつ、ウォータポンプ４０の吐出流量を増やすことで、内燃機関１０の自動停止中におけるシリンダヘッド１１の温度上昇を抑制する。

これにより、シリンダヘッド１１（換言すれば、燃焼室）の温度が、プレイグニッションやノッキングを発生させる温度にまで上昇した状態で再始動が実施されることを抑制し、プレイグニッションやノッキングの発生が抑制される状態で内燃機関１０の再始動を行わせることができる。
つまり、シリンダヘッド１１の出口での冷却水温度の設定温度とは、プレイグニッションやノッキングの発生を十分に抑制できる温度である。

ラジエータ冷却液ラインを開き、ウォータポンプ４０の吐出流量を増やすことで、シリンダヘッド１１の温度上昇が抑制されれば（温度が低下すると）、電子制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を、ステップＳ６０３、ステップＳ６０５、ステップＳ６０６での設定角度に戻し、ウォータポンプ４０の吐出流量を低下させる。
このように、電子制御装置１００は、内燃機関１０の自動停止中（アイドルストップ中）の冷却装置の制御において、空調装置２００のための制御要求よりも、シリンダヘッド１１の温度上昇を抑制するための制御要求を優先することで、内燃機関１０の再始動状態におけるプレイグニッションやノッキングの発生を抑制する。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、流量制御弁３０は、ロータ式に限定されるものではなく、例えば、電気式アクチュエータによって弁体を直線運動させる構造の流量制御弁を用いることができる。

また、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン）に、ヒータコア９１のみを配置する構成とすることができ、また、第４冷却水配管７４（第３冷却液ライン、ヒータコア冷却液ライン）に、ヒータコア９１と共に、ＥＧＲクーラ９２、排気還流制御弁９３、スロットルバルブ９４のうちの１つ乃至２つを配置する構成とすることができる。

また、ブロック側冷却水通路６２とヘッド側冷却水通路６１とを内燃機関１０内で接続する通路を設けずに、ブロック側冷却水通路６２の入口をシリンダブロック１２に形成し、第７冷却水配管７７を途中で２つに分岐させ、一方をヘッド側冷却水通路６１に接続させ、他方をブロック側冷却水通路６２に接続させる配管構造とすることができる。

また、第１−第４冷却液ラインのうちの第４冷却液ライン（動力伝達装置ライン、変速機ライン、オイルウォーマーライン）を省略した冷却装置とすることができる。
また、第２冷却液ライン（ブロック冷却液ライン）にオイルクーラー１６が配置されない構造とすることができる。

また、バイパスライン（第８冷却水配管７８）に補助の電動式ウォータポンプを配置した構成とすることができ、また、電動式のウォータポンプ４０と共に内燃機関１０で駆動される機関駆動式のウォータポンプを備える構成とすることができる。
また、内燃機関１０の自動停止状態は、アイドルストップ機能によって内燃機関１０が停止した状態に限定されず、例えば、内燃機関１０と共に電動モータを駆動源として備えたハイブリッド車両において、内燃機関１０が自動停止される状態などが含まれる。

また、本発明は、電動式ウォータポンプと、車両の空調装置のヒータコアに冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインとを備えた冷却装置に適用可能であり、図１に示した循環経路を有する冷却装置に限定されるものではない。

１０…内燃機関、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１６…オイルクーラー、２０…変速機（動力伝達装置）、２１…オイルウォーマー、３０…流量制御弁、３１−３４…入口ポート、３５…出口ポート、４０…ウォータポンプ、５０…ラジエータ、６１…ヘッド側冷却水通路、６２…ブロック側冷却水通路、７１…第１冷却水配管、７２…第２冷却水配管、７３…第３冷却水配管、７４…第４冷却水配管、７５…第５冷却水配管、７６…第６冷却水配管、７７…第７冷却水配管、７８…第８冷却水配管、８１…第１温度センサ、８２…第２温度センサ、９１…ヒータコア、９２…ＥＧＲクーラ、９３…排気還流制御弁、９４…スロットルバルブ、１００…内燃機関用電子制御装置、２００…空調装置、２０１…ブロア、２０２…エバポレータ（冷却ユニット）、２０３…エアミックスドア、２０４…通気ダクト、２０５…コンプレッサー、２０６…コンデンサー、２０７…エキスパンションバルブ（膨張弁）、２１０…空調装置用電子制御装置、２１１…内気温度センサ、２１２…温度調節スイッチ、２１３…外気温度センサ

Claims (7)

1. 冷却液を電動式ウォータポンプによって車両用内燃機関に循環させる冷却装置であって、
   車両の空調装置のヒータコアに前記冷却液を供給するヒータコア冷却液ラインと、
   前記ヒータコア冷却液ラインへの冷却液の供給量を制御する電動式の流量制御弁と、
   前記車両用内燃機関の自動停止状態において前記電動式ウォータポンプを動作させて冷却液を循環させるときに、前記空調装置の冷却ユニットで冷却された空調空気を前記ヒータコアで再加熱する加熱要求が低いほど、前記ヒータコア冷却液ラインへの冷却液の供給量を減少させるように前記流量制御弁を制御すると共に前記電動式ウォータポンプの吐出量を減少させる制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記加熱要求に応じた前記電動式ウォータポンプの吐出量の減少制御よりも、前記車両用内燃機関のシリンダヘッドの温度に応じた前記電動式ウォータポンプの吐出量の増大制御を優先させる、
   車両用内燃機関の冷却装置。
2. 前記制御手段は、前記空調装置の設定温度の低下に応じて前記加熱要求の低下を検出する、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
3. 前記制御手段は、前記空調装置のファン流量の増大に応じて前記加熱要求の低下を検出する、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
4. 前記ヒータコア冷却液ラインは、前記車両用内燃機関のシリンダヘッド及び前記ヒータコアを経由しラジエータを迂回する冷却液ラインである、請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の冷却装置。
5. 前記流量制御弁は、前記ヒータコア冷却液ラインを含む複数の冷却液ラインそれぞれの出口が接続される複数の入口ポートを有すると共に、前記電動式ウォータポンプの吸引側に接続される１つの出口ポートを有する、請求項４記載の車両用内燃機関の冷却装置。
6. 前記複数の冷却液ラインは、前記ヒータコア冷却液ラインと共に、前記シリンダヘッド及び前記ラジエータを経由するラジエータ冷却液ラインと、前記車両用内燃機関のシリンダブロックを経由し前記ラジエータを迂回するブロック冷却液ラインと、を備え、
   更に、前記シリンダヘッドと前記ラジエータとの間の前記ラジエータ冷却液ラインから分岐し、前記ラジエータを迂回して前記流量制御弁の流出側に合流するバイパスラインを備える、請求項５記載の車両用内燃機関の冷却装置。
7. 前記複数の冷却液ラインは、更に、前記シリンダヘッド及び前記内燃機関の動力伝達装置を経由し前記ラジエータを迂回する動力伝達系冷却液ラインを備える、請求項６記載の車両用内燃機関の冷却装置。