WO2017217462A1

WO2017217462A1 - 車両用内燃機関の冷却装置及び冷却装置の制御方法

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Publication number: WO2017217462A1
Application number: PCT/JP2017/021988
Authority: WO
Inventors: 村井　淳; 坂口　重幸; 裕一外山
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2017-12-21
Also published as: JP2017223171A; CN108026824A; US10865696B2; CN108026824B; US20180245504A1; DE112017003025B4; DE112017003025T5; JP6473105B2

Abstract

本願発明の冷却装置は、冷却水を電動ウォータポンプによって車両用内燃機関に循環させる装置であり、前記電動ウォータポンプの吐出流量を、冷却水温度ＴＷが暖機完了判定温度に達するまでは冷却水温度ＴＷの上昇に応じて増加させ、冷却水温度ＴＷが暖機完了判定温度に達した後は燃焼室壁温度ＴＣＹＬが目標温度に近づくように制御する。これにより、内燃機関の暖機性能の改善と、暖機後における内燃機関の燃焼性能の改善とを両立させることができる。

Description

車両用内燃機関の冷却装置及び冷却装置の制御方法

　本発明は、車両用内燃機関の冷却装置及び冷却装置の制御方法に関し、詳しくは、冷却水を車両用内燃機関に循環させる電動式ウォータポンプの流量制御に関する。

　特許文献１には、燃焼室壁温度を検出または推定する手段と、内燃機関の運転状態を検出する手段と、運転状態により冷却水流量を決定する手段と、運転状態により目標燃焼室壁温度を決定する手段と、燃焼室壁温度と目標燃焼室壁温度との差が第１所定値以内となるように冷却水流量を補正する手段と、を備えた、内燃機関の冷却装置が開示されている。

特開２００６－３２４６８０号公報

　ところで、内燃機関の燃焼室壁温度は、冷機始動後に速やかに上昇して一定温度（暖機完了温度）に達するのに対し、内燃機関の冷却水は温度上昇が遅く、暖機完了温度に達するのが燃焼室壁温度よりも遅れる。
　このため、冷却水を車両用内燃機関に循環させる電動式ウォータポンプの流量制御を、冷機始動時から燃焼室壁温度に基づき実施すると、冷却水温度が暖機完了温度に達する前から暖機完了後の要求に見合う流量に制御され、これによって、冷却水温度の上昇（内燃機関全体の暖機完了）を遅らせてしまう。

　そこで、本発明は、暖機性能の改善と、暖機後における燃焼性能の改善とを両立させることができる、車両用内燃機関の冷却装置及び冷却装置の制御方法を提供することを目的とする。

　そのため、本発明に係る車両用内燃機関の冷却装置は、その一態様として、冷却水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、前記内燃機関の暖機の進行に伴って、前記冷却水の温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御する第１制御状態から、前記内燃機関の燃焼室壁温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御する第２制御状態に移行するポンプ制御手段を備える。

　また、本発明に係る冷却装置の制御方法は、その一態様として、冷却水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の制御方法であって、前記内燃機関の暖機状態を検出するステップと、前記内燃機関の暖機中に前記冷却水の温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御するステップと、前記内燃機関の暖機後に前記内燃機関の燃焼室壁温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御するステップと、を含む。

　上記発明によると、内燃機関全体の暖機が遅れることを抑制しつつ、暖機完了後における燃焼性能を改善できる。

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流量制御弁のロータ角度と各モードとの相関を示す図である。本発明の実施形態における冷却制御の手順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流量制御の切り替え時における過渡応答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いて冷却水温度ＴＷが低水温判定値TWINTCよりも低く燃焼室壁温度TCYLも冷却水温度ＴＷと同程度に低い状態で内燃機関が始動された場合の温度変化及び吐出流量の変化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いて冷却水温度ＴＷが低水温判定値TWINTCよりも低く燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持している状態で内燃機関が始動された場合の温度変化及び吐出流量の変化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いて冷却水温度ＴＷが低水温判定値TWINTCを超えている状態で内燃機関が始動された場合の温度変化及び吐出流量の変化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いて冷却水温度ＴＷが低水温判定値TWINTCを超えていて燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持している状態で内燃機関が始動された場合の温度変化及び吐出流量の変化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いて冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2以上である状態で内燃機関が始動された場合の温度変化及び吐出流量の変化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いて冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2以上で燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTを保持する状態で内燃機関が始動された場合の温度変化及び吐出流量の変化を例示するタイムチャートである。

　以下に本発明の実施の形態を説明する。
　図１は、車両用内燃機関の冷却装置の一態様を示す構成図である。
　なお、本願において、冷却水は、日本工業規格のK2234で標準化されている不凍液（Engine antifreeze coolants）などの車両用内燃機関の水冷式冷却装置に用いられる種々の冷却液を含むものとする。

　内燃機関１０は、車両２６に搭載されて車両走行の動力源として用いられる。
　内燃機関１０の出力軸には動力伝達装置の一例としてのＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）などの変速機２０が接続され、変速機２０の出力がデファレンシャルギア（Differential Gear）２４を介して車両２６の駆動輪２５に伝達される。

　内燃機関１０の冷却装置は、冷却水を循環通路内に循環させる水冷式冷却装置であり、流量制御弁３０、電動式ウォータポンプ４０、電動ラジエータファン５０Ａ，５０Ｂを備えたラジエータ５０、内燃機関１０に設けた冷却水通路６０、ヒータコア９１、変速機２０のオイルウォーマー＆クーラー２１、これらを接続する配管７０などを含んで構成される。

　内燃機関１０は、内部の冷却水通路６０として、シリンダヘッド側冷却水通路６１とシリンダブロック側冷却水通路６２とを有する。
　シリンダヘッド側冷却水通路６１は、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とを接続してシリンダヘッド１１内に延設される冷却水通路であり、シリンダヘッド１１を冷却する機能を有する。

　また、シリンダブロック側冷却水通路６２は、シリンダ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に接続される冷却水通路であり、シリンダブロック１２を冷却する機能を有する。
　なお、シリンダブロック側冷却水通路６２の冷却水出口１５は、シリンダヘッド側冷却水通路６１の冷却水出口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、シリンダヘッド１１に供給された冷却水は、シリンダブロック１２（シリンダブロック側冷却水通路６２）を迂回して冷却水出口１４から排出される循環経路と、シリンダブロック１２（シリンダブロック側冷却水通路６２）に流入した後に冷却水出口１５から排出される循環経路とに分流される。
　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。

　一方、シリンダブロック側冷却水通路６２の冷却水出口１５には、冷却水温度に感応して開閉するサーモスタット９５が配置され、サーモスタット９５の出口に一端が接続される第２冷却水配管７２の他端は第１冷却水配管７１の途中に接続され、係る接続点においてシリンダヘッド１１を通過した冷却水にシリンダブロック１２を通過した冷却水が合流する。

　また、第３冷却水配管７３は、第２冷却水配管７２の接続点よりも下流側の第１冷却水配管７１に一端が接続され、他端が流量制御弁３０の第１入口ポート３２に接続される。第３冷却水配管７３の途中には、油圧機構である変速機２０の作動油（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度を調整するための熱交換器であるオイルウォーマー＆クーラー２１が設けられる。
　オイルウォーマー＆クーラー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、内燃機関１０を通過して温度上昇した冷却水が分流してオイルウォーマー＆クーラー２１に導かれるよう構成され、オイルウォーマー＆クーラー２１は、冷機始動時において変速機２０の作動油の温度上昇を促進させ、その後は変速機２０の作動油温度が過度に上昇することを抑制する。

　更に、第４冷却水配管７４は、第２冷却水配管７２の合流点と第３冷却水配管７３の分岐点との間の第１冷却水配管７１に一端が接続され、他端が流量制御弁３０の第２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。
　第４冷却水配管７４に配設される熱交換デバイスは、上流側から順に、車両暖房用のヒータコア９１、内燃機関１０のＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置を構成する水冷式のＥＧＲクーラ９２、同じくＥＧＲ装置を構成するＥＧＲ制御弁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である。

　ヒータコア９１は、車両空調装置（車両暖房装置）の構成部品であり、第４冷却水配管７４を流れる冷却水と空調空気との間で熱交換を行わせて空調空気を暖める、空調空気の加熱用（暖房用）熱交換器である。
　ＥＧＲクーラ９２は、ＥＧＲ装置によって内燃機関１０の吸気系に再循環される排気と第４冷却水配管７４を流れる冷却水との間で熱交換を行わせ、内燃機関１０の吸気系に再循環される排気の温度を低下させる排気の冷却用熱交換器である。

　また、再循環排気量を調整するＥＧＲ制御弁９３及び内燃機関１０の吸入空気量を調整するスロットルバルブ９４は、第４冷却水配管７４を流れる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る。
　ＥＧＲ制御弁９３及びスロットルバルブ９４を冷却水で加熱することで、排気中や吸気中に含まれる水分がＥＧＲ制御弁９３やスロットルバルブ９４の周辺で凍結することを抑制する。

　このように、図１の冷却装置は、内燃機関１０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、ＥＧＲ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を行わせる。
　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３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には第６冷却水配管７６の一端が接続され、第６冷却水配管７６の他端は、電動式ウォータポンプ４０の吸込口４１に接続される。
　そして、電動式ウォータポンプ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（電動式ウォータポンプ４０の吸込口側、流量制御弁３０の流出側）に接続される第８冷却水配管７８（ラジエータバイパス配管）を設けてある。
　流量制御弁３０は、前述したように３つの入口ポート３２－３４と１つの出口ポート３５とを有し、入口ポート３２－３４には冷却水配管７３，７４，７５がそれぞれ接続され、出口ポート３５には第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替えバルブであり、ポートが形成されたステータに流路が形成さ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ステータに対するロータの相対角度を変更する機構のバルブである。
　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３つの入口ポート３２－３４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、換言すれば、所望の流量割合が各冷却水ラインで得られるように、ステータのポート及びロータの流路が適合されている。

　上記構成の冷却装置において、シリンダヘッド側冷却水通路６１（及びシリンダブロック側冷却水通路６２）、第１冷却水配管７１、ラジエータ５０、第５冷却水配管７５によって、ラジエータ５０を経由して内燃機関１０に冷却水を循環させる第１冷却水ライン（ラジエータライン）が構成される。

　また、シリンダヘッド側冷却水通路６１（及びシリンダブロック側冷却水通路６２）、第４冷却水配管７４、ヒータコア９１、ＥＧＲクーラ９２、ＥＧＲ制御弁９３、スロットルバルブ９４によって、ヒータコア９１などを経由しラジエータ５０を迂回して内燃機関１０に冷却水を循環させる第２冷却水ライン（ヒータライン）が構成される。
　また、シリンダヘッド側冷却水通路６１（及びシリンダブロック側冷却水通路６２）、第３冷却水配管７３、オイルウォーマー＆クーラー２１によって、オイルウォーマー＆クーラー２１を経由しラジエータ５０を迂回して内燃機関１０に冷却水を循環させる第３冷却水ライン（動力伝達系ライン、ＣＶＴライン）が構成される。

　更に、第８冷却水配管７８によって第１冷却水ラインから冷却水の一部が分流され、分流された冷却水はラジエータ５０を迂回して流量制御弁３０の流出側に合流する。
　つまり、流量制御弁３０の入口ポート３２－３４が全て閉じられても、内燃機関１０（シリンダヘッド側冷却水通路６１）を経由した冷却水を、第８冷却水配管７８によってラジエータ５０をバイパスさせて循環させることができるよう構成されており、第８冷却水配管７８によりバイパスラインが構成される。
　このように、本実施形態の冷却装置は、冷却水の循環経路として、第１冷却水ライン、第２冷却水ライン、第３冷却水ライン、及びバイパスラインを備える。

　上記の第１冷却水ライン、第２冷却水ライン、及び第３冷却水ラインそれぞれの出口が流量制御弁３０の入口ポート３２－３４に接続され、流量制御弁３０の出口ポート３５には電動式ウォータポンプ４０の吸引口が接続される。
　そして、流量制御弁３０は、各冷却水ラインの出口の開口面積を調整することで、第１冷却水ライン、第２冷却水ライン、及び第３冷却水ラインへの冷却水の供給量、換言すれば、各冷却水ラインへの冷却水の分配割合を制御する流路切り替え機構（分配割合の調整手段）である。

　電動式ウォータポンプ４０は、モータによって回転駆動されるポンプ部によって冷却水の圧力を高めて送り出す機械である。
　電動式ウォータポンプ４０及び流量制御弁３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるマイクロコンピュータ（プロセッサ）１００ａを備えた制御装置１００によって制御される。つまり、制御装置１００は、電動式ウォータポンプ４０を制御する手段（ポンプ制御手段）、流量制御弁３０を制御する手段（分配制御手段）をソフトウェアとして備える。

　制御装置１００には、内燃機関１０の運転条件や冷却装置の条件などの冷却制御に用いる各種情報が入力される。
　上記の各種情報を検出するセンサとして、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温度ＴＷ（シリンダヘッド出口水温）を検出する水温センサ８１、内燃機関１０の燃焼室壁温度TCYLを検出する燃焼室壁温センサ８２などを設けてある。

　また、制御装置１００には、内燃機関１０の燃料噴射弁及び点火装置を制御するエンジン制御装置（図示省略）から、内燃機関１０がアイドルストップ状態であるか否かを示すアイドルストップ指令信号や、機関回転速度信号、機関負荷信号などの機関運転条件信号が入力される。
　アイドルストップとは、車両の駐停車状態や信号待ち状態のときに内燃機関１０を停止させることであり、アイドリングストップ又はアイドル・リダクション（idle reduction）とも称される。

　エンジン制御装置は、アイドルストップの開始条件が成立すると、燃料噴射弁による燃料噴射及び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を自動的に停止させ、アイドルストップによって内燃機関１０が自動停止している状態で再始動条件（アイドルストップのキャンセル条件）が成立すると、燃料噴射、点火動作を再開させて内燃機関１０を再始動させる。
　燃焼室壁温センサ８２は、内燃機関１０の点火プラグに一体に設けることができ、また、内燃機関１０が筒内直接噴射式内燃機関であれば燃料噴射弁に燃焼室壁温センサ８２を一体に設けることができる。また、単体の燃焼室壁温センサ８２を内燃機関１０の燃焼室壁に設けることができる。

　更に、内燃機関１０が燃焼室壁温センサ８２を備えない場合、制御装置１００は、機関負荷、機関回転速度などの内燃機関１０の運転条件、内燃機関１０の潤滑油温度の検出値、水温センサ８１が検出した冷却水温度ＴＷなどに基づき、燃焼室壁温度TCYLを推定（算出）することができる。
　そして、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷ、燃焼室壁温度TCYL、アイドルストップ状態であるか否かなどの条件に基づき、流量制御弁３０のロータ角度（流量分配）、電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）、更に、電動ラジエータファン５０Ａ，５０Ｂの駆動電圧などを制御する。

　図２は、図１のシステム構成における流量制御弁３０のロータ角度と各入口ポート３２－３４の開口比（％）との相関の一態様を示す。
　なお、開口比は、入口ポート３２－３４それぞれの全開時の開口面積に対する実開口面積の割合である。また、流量制御弁３０のロータがストッパに突き当たる初期位置（デフォルト位置）でのロータ角度を０degとし、係る初期位置からの角度変化量をロータ角度（deg）と称するものとする。

　流量制御弁３０のロータ角度が第１ロータ角度Ａ１（Ａ１＞０）以下のとき、つまり、初期位置（０deg）から第１ロータ角度Ａ１（deg）までの角度領域内では、第１冷却水ライン、第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインが接続される３つの入口ポート３２－３４が全閉（開口比＝０％）に保持される。
　換言すれば、０degから第１ロータ角度Ａ１（deg）までの角度領域は、全入口ポート３２－３４が全閉に保持される不感帯域である。
　なお、流量制御弁３０のロータ角度が第１ロータ角度Ａ１（Ａ１＞０）以下のときに、各入口ポート３２－３４のうちの少なくとも１つにおいて所定流量以下の漏れ流量が生じる構成とすることができる。

　そして、流量制御弁３０のロータ角度が第１ロータ角度Ａ１よりも大きくなると、第１冷却水ライン、第３冷却水ラインが接続される入口ポート３２、３４が全閉状態に保持されたまま、第２冷却水ラインが接続される入口ポート３３の開口比（開口面積）が徐々に増えて第２ロータ角度Ａ２（Ａ２＞Ａ１＞０）のときに入口ポート３３が全開（開口比＝１００％）に達する。

　この入口ポート３３の開口比が最大に達する角度Ａ２から更にロータ角度が増加すると、第３冷却水ラインが接続される入口ポート３２の開口比が徐々に増えて第３ロータ角度Ａ３（Ａ３＞Ａ２＞Ａ１＞０）のときに入口ポート３２が全開（開口比＝１００％）に達し、ロータ角度が第３ロータ角度Ａ３であるときは、入口ポート３４が全閉で、入口ポート３２、３３が共に全開になる。
　つまり、入口ポート３４は、ロータ角度が０degから第３ロータ角度Ａ３までの角度領域で全閉に保持される。

　第３ロータ角度Ａ３から更にロータ角度が増えると、第１冷却水ラインが接続される入口ポート３４の開口比が徐々に増えて第４ロータ角度Ａ４（Ａ４＞Ａ３＞Ａ２＞Ａ１＞０）のときに入口ポート３４が全開（開口比＝１００％）に達し、ロータ角度が第４ロータ角度Ａ４であるときは、入口ポート３２－３４が全て全開になる。
　第４ロータ角度Ａ４から更にロータ角度が増えると、第３冷却水ラインが接続される入口ポート３２の開口比は、全開（開口比＝１００％）から徐々に減って第５ロータ角度Ａ５（Ａ５＞Ａ４＞Ａ３＞Ａ２＞Ａ１＞０）のときに全閉（開口比＝０％）に戻り、ロータ角度が第５ロータ角度Ａ５であるときは、入口ポート３３、３４が全開で、入口ポート３２が全閉になる。

　そして、ロータ角度が第５ロータ角度Ａ５よりも大きい領域（第５ロータ角度Ａ５からストッパで規制される最大ロータ角度までの領域）では、入口ポート３３、３４が全開で入口ポート３２が全閉である状態を保持する。
　つまり、図２に例示した流量制御弁３０の開口特性によると、入口ポート３３（第２冷却水ライン、ヒータライン）は、初期位置から第１ロータ角度Ａ１の間で全閉を保持し、第１ロータ角度Ａ１から第２ロータ角度Ａ２の間でロータ角度の増大に応じて開口面積を増し、第２ロータ角度Ａ２から第５ロータ角度Ａ５の間は全開を保持する。

　また、入口ポート３２（第３冷却水ライン、動力伝達系ライン）は、第１ロータ角度Ａ１から第２ロータ角度Ａ２の間で全閉を保持し、第２ロータ角度Ａ２から第３ロータ角度Ａ３の間でロータ角度の増大に応じて開口面積を増し、第３ロータ角度Ａ３から第４ロータ角度Ａ４の間は全開を保持し、第４ロータ角度Ａ４から第５ロータ角度Ａ５の間でロータ角度の増大に応じて開口面積を減じ、第５ロータ角度Ａ５で全閉に戻る。

　また、入口ポート３４（第１冷却水ライン、ラジエータライン）は、第１ロータ角度Ａ１から第３ロータ角度Ａ３の間で全閉を保持し、第３ロータ角度Ａ３から第４ロータ角度Ａ４の間でロータ角度の増大に応じて開口面積を増し、第４ロータ角度Ａ４から第５ロータ角度Ａ５の間は全開を保持する。
　なお、図２において、各入口ポート３２－３４の開口比の最小値を０％とし最大値を１００％とするが、制御装置１００は、流量制御弁３０の各入口ポートの開口比を、０％＜開口比＜１００％の範囲内、又は、０％≦開口比＜１００％の範囲内、又は、０％＜開口比≦１００％の範囲内で制御することができる。

　次に、制御装置１００による電動式ウォータポンプ４０の吐出流量の制御及び流量制御弁３０のロータ角度の制御の一態様を図３のフローチャートに沿って説明する。
　なお、図３のフローチャートに示すルーチンは、制御装置１００によって一定時間周期で割り込み実行される処理である。

　制御装置１００は、まず、ステップＳ５０１で、内燃機関１０の始動時（エンジンスイッチがオンされたとき）に水温センサ８１が検出した冷却水温度ＴＷである始動時水温TWINTをメモリから読み込む。
　制御装置１００は、内燃機関１０の始動時に水温センサ８１の出力から冷却水温度ＴＷを検出し、この検出値を始動時水温TWINTとしてメモリに格納する処理を行うよう構成されており、ステップＳ５０１で、制御装置１００は、係る記憶値のメモリからの読み込みを行う。

　次いで、制御装置１００は、ステップＳ５０２に進み、水温センサ８１の出力から検出した冷却水温度ＴＷの最新値（現在値）を読み込み、次のステップＳ５０３では、燃焼室壁温センサ８２の出力から検出した燃焼室壁温度TCYLの最新値（現在値）を読み込む。
　そして、制御装置１００は、ステップＳ５０４に進み、始動時水温TWINTと低水温判定値TWINTC（例えば、TWINTC＝３０℃）とを比較する。

　低水温判定値TWINTCは、冷機状態で内燃機関１０が始動されたか否かを判定するための閾値であって、予め実験やシミュレーションなどによって適合され、制御装置１００のマイクロコンピュータ１００ａを構成するメモリに制御定数として格納される。
　そして、始動時水温TWINTが低水温判定値TWINTC以下である場合、換言すれば、冷機状態（内燃機関１０全体が略外気温になっている状態）で始動されたことを検出したとき、制御装置１００は、ステップＳ５０５に進み、冷機から暖機完了までの冷却制御（第１制御、冷却水温度ＴＷに応じた暖機制御）を実施する。

　制御装置１００が実施するステップＳ５０５の冷却制御は、暖機完了前の状態で冷却水温度ＴＷの昇温促進を目的とする冷却水温制御であり、冷却水温度ＴＷに応じた電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）の制御と、冷却水温度ＴＷに応じた流量制御弁３０のロータ角度の制御とを含み、冷機始動から冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に達するまでの間における低水温時制御と、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1から高水温判定値TWHOT2（暖機完了判定温度）に達するまでの間における中水温時制御とに大別される。

　まず、制御装置１００は、ヒータ稼働開始温度である中水温判定値TWHOT1に上昇するまでの間、低水温時制御として、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量が所定の最小流量になるように制御する。
　なお、中水温判定値TWHOT1は、暖機完了判定温度である高水温判定値TWHOT2よりも低い温度であって、例えばTWHOT1＝６０℃、TWHOT2＝８０℃に設定され、TWINTC＜TWHOT1＜TWHOT2という条件を満たす。

　また、前記最小流量は、冷却水の循環経路内における温度ばらつきを抑制できる範囲内の最小流量、換言すれば、水温センサ８１の出力から求められる冷却水温度ＴＷが内燃機関１０全体の暖機進行度合いを精度良く示すようになる最小流量であり、例えば３Ｌ／min程度の値である。
　つまり、制御装置１００は、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量が最小になるように電動式ウォータポンプ４０の回転速度を制御し、冷機状態で冷却水の循環流量を極力減らすことで、冷却水温度ＴＷの上昇を促進させる。

　また、制御装置１００は、低水温時制御として電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量に制御しているときに、流量制御弁３０のロータ角度を第１ロータ角度Ａ１以下に制御して、第１冷却水ライン、第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインが接続される３つの入口ポート３２－３４を全閉に制御する。
　また、冷機始動時から冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に上昇するまでの間では、サーモスタット９５は閉状態を保持する。

　このため、低水温時制御状態において、電動式ウォータポンプ４０から吐出された最小流量の冷却水は、シリンダヘッド側冷却水通路６１を通過する一方、ヒータコア９１、オイルウォーマー＆クーラー２１、ラジエータ５０などの熱交換器を迂回し、バイパスラインを通って電動式ウォータポンプ４０に戻される経路を循環する。
　つまり、制御装置１００は、ヒータコア９１、オイルウォーマー＆クーラー２１、ラジエータ５０などの熱交換器を迂回して冷却水を循環させることで、シリンダヘッド側冷却水通路６１で受熱して温度上昇した冷却水が、電動式ウォータポンプ４０に戻るまでの間で温度低下（放熱）することを抑制し、冷却水温度ＴＷの上昇を促進させる。

　冷却水温度ＴＷの上昇が促進されれば、ヒータコア９１による空調空気の加熱開始を早期化して、空調温度の立ち上がり応答を速めることができ、また、燃料の気化性能が早期に高くなることで燃費性能が向上し、また排気性状が改善される。
　制御装置１００は、ステップＳ５０５で低水温度制御を開始すると、次にステップＳ５０６に進んで、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1以上にまで上昇したか否かを判別する。

　そして、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1未満であれば、制御装置１００は、ステップＳ５０５に戻り、流量制御弁３０のロータ角度を第１ロータ角度Ａ１以下に制御し、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量に制御する状態（低水温時制御状態）を継続させる。
　一方、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1以上になると、制御装置１００は、ステップＳ５０６からステップＳ５０７に進み、冷却水温度ＴＷが暖機完了判定温度である高水温判定値TWHOT2以上になっているか否かを判別する。

　冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2未満である場合、つまり、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1と高水温判定値TWHOT2との間の温度領域内である場合、制御装置１００は、ステップＳ５０５に戻り、冷却水温度ＴＷに応じた制御を低水温時制御から中水温時制御に移行させる。
　制御装置１００は、中水温時制御として、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1よりも高くなるにしたがって流量制御弁３０のロータ角度を増加させ、第１冷却水ライン、第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインを全て全閉とする状態から、まず、第２冷却水ラインを開いてヒータコア９１などに冷却水を循環させ、第２冷却水ラインを開いた後に更に温度上昇すると、第３冷却水ラインを開いてオイルウォーマー＆クーラー２１にも冷却水を循環させる。

　また、制御装置１００は、中水温時制御として、上記の流量制御弁３０の制御と共に、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を冷却水温度ＴＷの上昇に応じて増やす制御を実施する。
　つまり、第２冷却水ラインを開いてヒータコア９１に冷却水が循環されるようになると、制御装置１００は、第２冷却水ラインに循環される冷却水の要求量を満たすように電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を増やし、更に、第３冷却水ラインを開くと、第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインに循環される冷却水の要求量を満たすように電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を増やす。
　換言すれば、制御装置１００は、低水温時制御状態では電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量に保持し、中水温時制御状態では冷却水温度ＴＷの上昇に応じて電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を増やす。

　制御装置１００は、中水温時制御において、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を、例えば１０～２０Ｌ／minの範囲内で、冷却水温度ＴＷ（第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインの開口比）に応じて制御する。
　つまり、ステップＳ５０５において、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷの上昇に応じて電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を増加させる制御を実施する。
　そして、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2以上になったこと、換言すれば、内燃機関１０の暖機が完了したことをステップＳ５０７で判別すると、暖機完了後の冷却制御（第２制御、燃焼室壁温度に応じた制御）を実施するステップＳ５０８に進む。

　一方、制御装置１００は、ステップＳ５０４で、始動時水温TWINTが低水温判定値（冷機始動判定温度）TWINTCよりも高いこと、換言すれば、冷却水温度ＴＷが外気温付近にまで低下するよりも早く内燃機関１０が再始動されたことを検出すると、ステップＳ５０９に進む。
　冷機始動状態でない場合、制御装置１００は、ステップＳ５０９で始動時水温TWINTが低水温判定値TWINTCよりも高く、かつ、高水温判定値（暖機完了判定温度）TWHOT2以下であるか否かを判別する。

　そして、始動時水温TWINTが、TWINTC＜TWINT≦TWHOT2を満たす場合、制御装置は、ステップＳ５０５に進み、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に達するまでの間における低水温時制御と、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1から高水温判定値TWHOT2（暖機完了判定温度）に達するまでの間における中水温時制御とを含む、冷却水温度ＴＷの昇温促進を目的とする冷却水温制御（第１制御）を実施する。
　つまり、TWINTC＜TWINT≦TWHOT2を満たす場合は、所謂冷機始動時ではないものの、冷却水温度ＴＷの昇温を促進させて早期に暖機運転を完了させることが望まれるので、制御装置１００は、冷機始動時と同様に、冷却水温度ＴＷに応じた電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）の制御と、冷却水温度ＴＷに応じた流量制御弁３０のロータ角度の制御とを実施する。

　一方、TWINTC＜TWINT≦TWHOT2を満たさず、TWINT＞TWHOT2が成立する場合は、内燃機関１０が暖機完了状態で再始動されたことを示し、冷却水温度ＴＷの昇温を促進させるための制御は不要であるので、制御装置１００は、ステップＳ５０８に進み、暖機完了後の冷却制御を実施する。
　制御装置１００は、ステップＳ５０８で、暖機完了後の冷却制御として、燃焼室壁温度TCYLに応じた電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）の制御と、冷却水温度ＴＷに応じた流量制御弁３０のロータ角度の制御とを実施する。

　ステップＳ５０８での流量制御弁３０の制御において、制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を冷却水温度ＴＷに応じて制御し、冷却水温度ＴＷが暖機後の目標温度よりも高くなると、第２及び第３冷却水ラインの全開状態において第１冷却水ラインの開度を増やし、これによって、ラジエータ５０に循環される冷却水の流量を増やして冷却水温度ＴＷを目標温度に向けて低下させる。
　一方、冷却水温度ＴＷが暖機後の目標温度よりも低くなると、制御装置１００は、第１冷却水ラインの開度を減らし、ラジエータ５０に循環される冷却水の流量を減少させることで冷却水温度ＴＷを目標温度に向けて上昇させる。

　また、ステップＳ５０８での電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）の制御は、燃焼室壁温度TCYLを適切な温度に制御するための制御であり、燃焼室壁温度TCYLが目標温度に近づくように電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）を制御する。
　ここで、制御装置１００は、目標の燃焼室壁温度TCYLを、冷却水温度ＴＷを基準に、目標燃焼室壁温度TCYL＝冷却水温度ＴＷ、若しくは、目標燃焼室壁温度TCYL＝冷却水温度ＴＷ＋設定値（設定値＞０又は設定値＜０）として設定し、係る目標温度に燃焼室壁温度TCYLが近づくように電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を制御することができる。

　このようにして、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を制御すれば、内燃機関１０の点火時期が冷却水温度ＴＷに応じて補正制御される場合に、点火時期は結果的に燃焼室壁温度TCYLに応じた適正値に補正されることになり、内燃機関１０の燃費性能、排気エミッションの低減、運転性の向上が見込める。
　つまり、異常燃焼の発生が燃焼室壁温度TCYLに影響されるため、燃焼室壁温度TCYLに相関する温度である冷却水温度ＴＷに応じて点火時期を補正する制御仕様が設定されているときに、係る制御仕様をそのまま用いることで、結果的に燃焼室壁温度TCYLに応じて点火時期を補正できることになる。
　これに対し、燃焼室壁温度TCYLと冷却水温度ＴＷとを相関させる冷却制御が行われないと、燃焼室壁温度TCYLと冷却水温度ＴＷとの相関関係が担保されずに、冷却水温度ＴＷに応じた点火時期の補正と、実際の燃焼室壁温度TCYLに応じた補正要求とに乖離が生じ、異常燃焼を発生したり、燃費性能や排気性能を低下させる場合がある。

　一方、制御装置１００がステップＳ５０８で冷却制御を実施する暖機後の状態で、内燃機関１０がアイドルストップによって停止すると、制御装置１００は、流量制御弁３０のロータ角度を、第１、第２冷却水ラインを全開に保持したまま第３冷却水ラインを全閉にする角度（Ａ５）に制御する。
　つまり、制御装置１００は、内燃機関１０のアイドルストップ状態において、後述するように電動式ウォータポンプ４０を稼働させて冷却水を循環させることで燃焼室壁温度TCYL（シリンダヘッド温度）を低下させ、これにより、内燃機関１０を再始動させて車両を発進させるときのノッキングの低減や動力性能の向上を図る。

　ここで、冷却水の循環によって燃焼室壁温度TCYLを低下させるためには、放熱効率が高い（放熱量が多い）ラジエータ５０への冷却水の循環量を増やせば、より応答良く燃焼室壁温度TCYLを低下させることができるが、一方で、内燃機関１０のアイドルストップ中における暖房性能の低下を抑制することが望まれる。
　そのため、制御装置１００は、暖機後の内燃機関１０のアイドルストップ状態において、ラジエータ５０を含む循環経路である第１冷却水ラインと、ヒータコア９１を含む循環経路である第２冷却水ラインとを全開に制御する一方で、ラジエータ５０及びヒータコア９１を含まない第３冷却水ラインを閉じて、燃焼室壁温度TCYLの早期低下と暖房性能の維持とを両立させる。

　また、制御装置１００は、暖機後の内燃機関１０のアイドルストップ状態において、電動式ウォータポンプ４０を稼働させ、更に、電動式ウォータポンプ４０の回転速度（吐出流量）を、燃焼室壁温度TCYLがアイドルストップ中の目標温度に近づくように制御する。
　内燃機関１０がアイドルストップ制御によって運転を停止することで燃焼室壁温度TCYLは比較的応答良く低下するのに対し、冷却水温度ＴＷは燃焼室壁温度TCYLに比べて温度低下に遅れが生じる。

　このため、冷却水温度ＴＷに応じた吐出流量の制御では、燃焼室壁温度TCYLを応答良く低下させつつ過剰な温度低下を抑制することが難しいが、燃焼室壁温度TCYLに応じて吐出流量を制御すれば、可及的に短い時間で燃焼室壁温度TCYLを適正温度にまで低下させつつ、過剰な温度低下を抑制することができ、最適な燃焼室壁温度TCYLの状態で内燃機関１０の再始動が行われるようにできる。
　そして、最適な燃焼室壁温度TCYLの状態で内燃機関１０が再始動されると、アイドルストップ状態から車両を発進させるときにノッキングの発生が低減されるから、点火時期を進角させて動力性能を向上させることができる。

　上記のように、暖機後においては、燃焼室壁温度TCYLに応じた冷却制御（流量制御）を実施することで、燃費性能、排気エミッションの低減、運転性の向上が見込めるが、暖機中は、燃焼室壁温度TCYLが応答良く上昇するのに対して冷却水温度ＴＷが遅れて上昇するため、燃焼室壁温度TCYLに基づく冷却制御では、冷却水温度ＴＷを応答良く上昇させることが難しくなる。
　そこで、制御装置１００は、内燃機関１０の暖機中において冷却水温度ＴＷに応じた冷却制御（第１流量制御）を実施し、暖機完了後は燃焼室壁温度TCYLに応じた冷却制御（第２流量制御）に移行させることで、暖機状態では冷却水温度ＴＷを応答良く上昇させ、暖機完了後は燃焼室壁温度TCYLの制御によって異常燃焼を抑制したり点火時期の制御精度を改善する。

　ところで、制御装置１００は、内燃機関１０の暖機の進行に伴って、ステップＳ５０５における冷却水温度ＴＷに応じた流量制御状態（流量制御状態、第１制御状態）から、ステップＳ５０８における燃焼室壁温度TCYLに応じた流量制御状態（流量制御状態、第２制御状態）に移行するとき（過渡応答時）に、図４に示すように、電動式ウォータポンプ４０の目標吐出流量を、冷却水温度ＴＷに応じた目標値から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標値に徐々に近づける処理を実施する。

　電動式ウォータポンプ４０の目標吐出流量を、冷却水温度ＴＷに応じた目標値から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標値に徐々に近づける処理において、制御装置１００は、目標流量の変化速度を予め定めた一定速度とすることができ、また、条件に応じて目標値の変化速度を可変に設定することができる。
　ここで、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷに応じた目標流量から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量に向けての応答速度を、始動時水温TWINTが低いほど遅くすることができる。

　つまり、始動時水温TWINTが低いほど内燃機関１０の全体が温度上昇するのが遅れるので、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷに応じた目標流量から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量への移行を遅らせて（換言すれば流量増加を遅らせて）、内燃機関１０の全体が温度上昇した暖機完了状態で燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量に移行させる。
　目標流量の変化速度の制御において、制御装置１００は、図４に示すように、単位時間当たりの流量の変化量（Δ流量／sec）を設定し、単位時間毎に一定量だけ流量を増やすことができ、また、冷却水温度ＴＷに応じた目標流量から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量まで変化させる移行時間を設定し、冷却水温度ＴＷに応じた目標流量と燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量との偏差と前記移行時間とで定まる速度で目標流量を変化させることができる。

　そして、制御装置１００は、始動時水温TWINTが低いほど単位時間当たりの流量の変化量を小さくし、始動時水温TWINTが低いほど移行時間を長くすることで、冷却水温度ＴＷに応じた目標流量から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量まで変化させる応答速度を、始動時水温TWINTが低いほど遅くする。
　なお、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷに応じた目標流量から燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量への移行条件が成立してから（冷却水温度ＴＷが暖機完了判定温度に達してから）実際に燃焼室壁温度TCYLに応じた目標流量に向けての変化を開始させるまでの遅れ時間を、始動時水温TWINTが低いほど長くすることができる。
　また、制御装置１００は、始動時水温TWINTが低いほど暖機完了判定温度（高水温判定値TWHOT2）をより高く変更することができる。

　図５－図７のタイムチャートは、制御装置１００が図３のフローチャートにしたがって電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を制御するときの始動から暖機完了までの間における冷却水温度ＴＷ（℃）、燃焼室壁温度TCYL（℃）、吐出流量（Ｌ／min）の変化態様を例示する。
　図５Ａのタイムチャートは、冷却水温度ＴＷが低水温判定値TWINTCよりも低く、燃焼室壁温度TCYLも冷却水温度ＴＷと同程度に低い状態で内燃機関１０が始動された場合の温度変化の一例である。

　図５Ａにおいて、内燃機関１０の始動時である時刻ｔ０において、冷却水温度ＴＷが低水温判定値TWINTCよりも低いため、制御装置１００は、図３のフローチャートにおけるステップＳ５０５の冷却水温度ＴＷに応じた冷却制御（吐出流量制御、第１制御）を、内燃機関１０の始動時から開始する。
　そして、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に達するまでは、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量に維持し、時刻ｔ２にて冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に達すると、第２冷却水ラインへの冷却水の循環開始に対応させて電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量よりも増加させる。

　その後、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷが高水温判定値（暖機完了判定温度）TWHOT2に達するまでは、冷却水温度ＴＷの変化（第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインの開度変化）に応じて電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を制御し、時刻ｔ３にて冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2に達すると、冷却水温度ＴＷに応じた流量制御から燃焼室壁温度TCYLに応じた流量制御に移行する。

　図５Ａのタイムチャートにおいて、燃焼室壁温度TCYLは、冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2に達するよりも早い時刻ｔ１にて、暖機後の状態での温度（燃焼室暖機判定温度TCYLHOT）に達しているが、冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2に達するまでは、制御装置１００は、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量の制御に燃焼室壁温度TCYLを用いないので、燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTに達しても、冷却水温度ＴＷの上昇を促進させるための制御が継続される。
　上記の燃焼室暖機判定温度TCYLHOTは、例えば１００℃程度の温度に設定される。
　なお、内燃機関１０が排気再循環装置（Exhaust Gas Recirculation system）や機関バルブのバルブタイミングを可変に制御する可変動弁機構（Valve Timing Control system）を備える場合、燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTにまで上昇した時刻ｔ１以降で、排気再循環装置を作動させ、また、可変動弁機構によるバルブタイミングの変更を実施する。

　これにより、燃焼温度が十分に高くなったときに速やかに排気再循環を実施させて燃焼温度の上昇による排気性状の悪化を抑制でき、また、燃焼安定性が十分に高くなったときに速やかにバルブタイミングを変更して機関の出力性能などを改善できる。
　また、図５Ｂのタイムチャートは、図５Ａのタイムチャートに対して始動時の冷却水温度ＴＷが同等で始動時の燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持している場合における冷却水温度ＴＷ、燃焼室壁温度TCYL、吐出流量の変化態様を例示する。

　図５Ｂのタイムチャートに示す例では、燃焼室壁温度TCYLが始動時から燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持しているものの、始動時の冷却水温度ＴＷは、図５Ａのタイムチャートの場合と同様に低水温判定値TWINTCよりも低いため、冷却水温度ＴＷが高水温判定値（暖機完了判定温度）TWHOT2に達するまでの時刻ｔ１０から時刻ｔ１３までの間において、制御装置１００は、図５Ａのタイムチャートの場合と同様に流量制御を実施する。つまり、燃焼室壁温度TCYLが始動時から燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持していることは、冷却水温度ＴＷを高水温判定値TWHOT2にまで上昇させる制御（暖機制御、冷却水温制御）に影響することがない。
　なお、図５Ｂのタイムチャートに示す例では、始動時から燃焼室壁温度TCYLが暖機後の温度付近を保持しているため、制御装置１００は、始動時直後（時刻ｔ１１）から排気再循環装置の稼働や可変動弁機構によるバルブタイミングの変更を実施する。

　また、図６Ａのタイムチャートは、内燃機関１０の始動時における冷却水温度ＴＷ（始動時水温TWINT）が低水温判定値TWINTCを超えていた場合における冷却水温度ＴＷ、燃焼室壁温度TCYL、吐出流量の変化態様を例示する。
　始動時水温TWINTが低水温判定値TWINTC以上であった場合も、冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に達するまでは、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量に維持し、時刻ｔ２２にて冷却水温度ＴＷが中水温判定値TWHOT1に達すると、第２冷却水ラインへの冷却水の循環開始に対応させて電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を最小流量よりも増加させる。

　その後、制御装置１００は、冷却水温度ＴＷが高水温判定値（暖機完了判定温度）TWHOT2に達するまでは、冷却水温度ＴＷの変化（第２冷却水ライン及び第３冷却水ラインの開度変化）に応じて電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を制御し、時刻ｔ２３にて冷却水温度ＴＷが高水温判定値TWHOT2に達すると、冷却水温度ＴＷに応じた流量制御から燃焼室壁温度TCYLに応じた流量制御に移行する。
　また、図６Ｂのタイムチャートは、図６Ａのタイムチャートに対して始動時の冷却水温度ＴＷが同等で、始動時の燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持している場合における冷却水温度ＴＷ、燃焼室壁温度TCYL、吐出流量の変化態様を例示する。

　図６Ｂのタイムチャートに示す例では、燃焼室壁温度TCYLが始動時から燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持しているものの、始動時の冷却水温度ＴＷは、図６Ａのタイムチャートの場合と同様であるため、冷却水温度ＴＷが高水温判定値（暖機完了判定温度）TWHOT2に達する時刻ｔ２３までの間において、制御装置１００は、図６Ａのタイムチャートの場合と同様に流量制御を実施する。
　つまり、燃焼室壁温度TCYLが始動時から燃焼室暖機判定温度TCYLHOT付近を保持していることは、冷却水温度ＴＷを高水温判定値TWHOT2にまで上昇させる制御（暖機制御、冷却水温制御）に影響することがない。

　なお、始動時における燃焼室壁温度TCYLが、図６Ａの例では燃焼室暖機判定温度TCYLHOTに達していないのに対し、図６Ｂの例では燃焼室暖機判定温度TCYLHOTに達しているため、排気再循環装置の稼働や可変動弁機構によるバルブタイミングの変更は、図６Ｂの例では始動直後から開始され、図６Ａの例では、燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTにまで上昇するのを待って開始される。

　一方、図７Ａのタイムチャートは、内燃機関１０の始動時における冷却水温度ＴＷ（始動時水温TWINT）が高水温判定値TWHOT2以上であった場合における冷却水温度ＴＷ、燃焼室壁温度TCYL、吐出流量の変化態様を例示する。
　この場合、始動時水温TWINTが高水温判定値TWHOT2以上であって、冷却水温度ＴＷを上昇させるための暖機運転は不要であるから、制御装置１００は、内燃機関１０の始動時から燃焼室壁温度TCYLに応じた吐出流量の制御（ステップＳ５０８）を実施する。

　但し、図７Ａに示す例では、始動時（時刻ｔ４０）には燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTに達していないので、その後、時刻ｔ４１にて、燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTに達してから、排気再循環装置（ＥＧＲ装置）の稼働や可変動弁機構によるバルブタイミングの変更が実施される。
　また、図７Ｂのタイムチャートも、内燃機関１０の始動時における冷却水温度ＴＷ（始動時水温TWINT）が高水温判定値TWHOT2以上であった場合における冷却水温度ＴＷ、燃焼室壁温度TCYL、吐出流量の変化態様を例示するが、この図７Ｂの例では、始動時から燃焼室壁温度TCYLが燃焼室暖機判定温度TCYLHOTを保持するため、始動時から燃焼室壁温度TCYLに応じた吐出流量の制御及び排気再循環装置の稼働や可変動弁機構によるバルブタイミングの変更が実施される。

　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。
　本願発明に係る電動式ウォータポンプ４０の吐出流量の制御は、図１に例示した冷却装置に限定されるものではない。
　例えば、シリンダブロック１２に循環される冷却水の流量を流量制御弁３０によって制御できるように、図１のシステム構成において、シリンダブロック側冷却水通路６２と流量制御弁３０とを接続する冷却水ラインを追加することができる。
　また、サーモスタットによってラジエータを通過する循環経路とラジエータを迂回する循環経路とが切り替えられる構成の冷却装置に、上記の電動式ウォータポンプ４０の吐出流量の制御を適用できる。

　また、制御装置１００は、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量の制御において、機関回転速度や機関負荷から基本流量を設定し、冷却水温度ＴＷ又は燃焼室壁温度TCYLに応じた補正流量を設定し、基本流量を補正流量で補正した結果を目標流量として、電動式ウォータポンプ４０の吐出流量を制御することができる。

　１０…内燃機関、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、２０…変速機、２１…オイルウォーマー＆クーラー、３０…流量制御弁、３２－３４…入口ポート、３５…出口ポート、４０…電動式ウォータポンプ、５０…ラジエータ、６１…シリンダヘッド側冷却水通路、６２…シリンダブロック側冷却水通路、８１…水温センサ、８２…燃焼室壁温センサ、９１…ヒータコア、９２…ＥＧＲクーラ、９３…ＥＧＲ制御弁、９４…スロットルバルブ、９５…サーモスタット、１００…制御装置（ポンプ制御手段）

Claims

　冷却水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、
　前記内燃機関の暖機の進行に伴って、前記冷却水の温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御する第１制御状態から、前記内燃機関の燃焼室壁温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御する第２制御状態に移行するポンプ制御手段を備えた、車両用内燃機関の冷却装置。
　前記ポンプ制御手段は、前記冷却水の温度が所定温度に達した後に、前記第１制御状態から前記第２制御状態に移行する、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
　前記ポンプ制御手段は、前記第１制御状態において、前記冷却水の温度上昇に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を増加させる、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
　前記ポンプ制御手段は、前記第２制御状態において、燃焼室壁温度を冷却水の温度に近づけるように前記電動式ウォータポンプの流量を制御する、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
　前記ポンプ制御手段は、前記第１制御状態から前記第２制御状態に移行するときに、前記第１制御状態での流量から前記第２制御状態での流量に向けての応答速度を、前記内燃機関の始動時における前記冷却水の温度が低いほど遅くする、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
　前記ポンプ制御手段は、前記第２制御状態に移行した後の前記内燃機関のアイドルストップ状態において、燃焼室壁温度を設定温度に近づけるように前記電動式ウォータポンプの流量を制御する、請求項１記載の車両用内燃機関の冷却装置。
　冷却水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の制御方法であって、
　前記内燃機関の暖機状態を検出するステップと、
　前記内燃機関の暖機中に前記冷却水の温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御するステップと、
　前記内燃機関の暖機後に前記内燃機関の燃焼室壁温度に応じて前記電動式ウォータポンプの流量を制御するステップと、
　を含む、冷却装置の制御方法。