CN102639836A - 发动机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供发动机的冷却装置。冷却装置（1A）具备发动机（50A），发动机（50A）具备气缸体（51A）以及气缸盖（52），并且设置有使冷却水从气缸体（51A）朝气缸盖（52）流通的整体形成为一个系统的W/J（501A）。W/J（501A）在气缸体（51A）的内部分支成第一以及第二内部路径（P1、P2），并且在气缸盖（52）的内部汇合。在第一内部路径（P1）设置有能够根据冷却水的压力而允许、禁止冷却水的流通的开闭阀（21A）。

Description

发动机的冷却装置

技术领域

本发明涉及发动机的冷却装置。

背景技术

以往，在发动机中一般进行利用冷却水进行的冷却。并且，也已知在发动机中在内燃机运转过程中特别是气缸盖的热负载变高。

关于这一点，例如在专利文献1中公开了当内燃机处于冷态时能够促进暖机，并且当内燃机处于热态时能够适当地对发动机进行冷却的发动机的冷却装置。

具体而言，对于该发动机的冷却装置，当内燃机处于冷态时，不使冷却水在散热器流通、而使冷却水按照气缸盖、气缸体的顺序流通，由此来促进暖机。即，对于该发动机的冷却装置，以利用气缸盖的热负载高的情况的方式在内燃机处于冷态时促进暖机。

并且，对于该发动机的冷却装置，在内燃机处于热态时，在为低负载的情况下使冷却水在气缸盖（或者根据需要按照散热器、气缸盖的顺序）流通，在为高负载的情况下使冷却水按照散热器、气缸盖、气缸体的顺序流通，由此适当地对发动机进行冷却。即，对于该发动机的冷却装置，优先进行对热负载高的气缸盖的冷却，由此，欲在内燃机处于热态时确保冷却的适当性。

专利文献1:日本特开2004－270652号公报

然而，如图13所示，在发动机、特别是火花点火式内燃机中，多产生排气损失、冷却损失等无法用于有效功的热。进而，占能量损失整体的较大比例的冷却损失的降低，对于热效率（燃料利用率）的提高而言是非常重要的要素。然而，降低冷却损失、并有效利用热并不是那么容易的，该情况成为热效率提高的障碍。

作为冷却损失的降低困难的理由，例如可举出：一般的发动机并非使热传递的状态局部可变的结构。即，在一般的发动机中，在结构上，可举出难以将需要进行冷却的部位冷却所需要的程度。具体而言，为了使发动机的热传递的状态可变，一般情况下，利用由发动机的输出驱动的机械式水泵根据发动机转速对冷却水的流量进行变更。然而，在整体性地调节冷却水的流量的水泵中，即便在假设使用使流量可变的变流量水泵的情况下，也无法根据内燃机运转状态使热的传递状态局部可变。

并且，为了降低冷却损失，例如也考虑提高发动机的绝热性。进而，在该情况下，如图14所示，能够期待大幅度的冷却损失的降低。然而，在该情况下，由于提高发动机的绝热性，同时燃烧室的内壁温度上升。进而，在该情况下，伴随于此混合气的温度上升，由此存在诱发爆燃这样的问题。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种发动机的冷却装置，通过以合理的方式使发动机的热传递的状态局部可变，能够降低冷却损失，进一步，能够使冷却损失的降低和抗爆燃性能并存。

用于解决上述课题的本发明提供一种发动机的冷却装置，上述发动机的冷却装置具备发动机，该发动机具备气缸体以及气缸盖，并且设置有使冷却介质从上述气缸体朝上述气缸盖流通的整体形成为一个系统的冷却介质通路，使上述冷却介质通路在上述气缸体的内部分支成至少两个以上的内部路径，并在上述气缸盖的内部汇合，在上述内部路径中的、至少一个内部路径设置有流通变更单元，该流通变更单元能够根据上述气缸盖的温度、或者能够推定上述气缸盖的温度上升的状态量对冷却介质的流通状态进行变更，在上述气缸盖的温度高于第一规定温度的情况下、或者在上述状态量处于上述气缸盖的温度能够变得高于上述第一规定温度的状态的情况下，上述流通变更单元使冷却介质的流量增大。

并且，本发明优选构成为，上述流通变更单元是切换单元，该切换单元根据上述气缸盖的温度或者上述状态量而允许、禁止冷却介质的流通，由此能够对冷却介质的流通状态进行变更，在上述气缸盖的温度高于上述第一规定温度的情况下、或者在上述状态量处于上述气缸盖的温度能够变得高于上述第一规定温度的状态的情况下，上述切换单元允许冷却介质的流通。

并且，本发明优选构成为，上述流通变更单元是能够根据作为上述状态量的冷却介质的压力而允许、禁止冷却介质的流通的切换单元，上述发动机的冷却装置还具备：冷却介质压送单元，该冷却介质压送单元能够使所压送的冷却介质的流量变化；以及控制单元，该控制单元根据上述气缸盖的温度对上述冷却介质压送单元进行控制，使得上述气缸盖的温度越高，则所压送的冷却介质的流量越大。

并且，本发明优选构成为，上述发动机的冷却装置还具备警告单元，在上述气缸盖的温度超过了高于上述第一规定温度的第二规定温度的情况下，该警告单元进行用于输出告知异常的警告的控制。

并且，本发明优选构成为，在上述气缸盖的温度超过了高于上述第一规定温度的第二规定温度的情况下，上述控制单元进一步进行流量增大控制，在该流量增大控制中，对上述冷却介质压送单元进行控制，使得所压送的冷却介质的流量增大，并且，上述发动机的冷却装置还具备警告单元，在上述控制单元进行了上述流量增大控制之后上述气缸盖的温度不低于上述第二规定温度的情况下，该警告单元进行用于输出告知异常的警告的控制。

并且，本发明优选构成为，上述发动机的冷却装置还具备输出限制单元，在上述警告单元进行了用于输出上述警告的控制之后上述气缸盖的温度不低于上述第二规定温度的情况下，该输出限制单元进行用于限制上述发动机的输出的控制。

并且，本发明优选构成为，上述发动机是使用醇混合燃料的发动机，并且，上述流通变更单元构成为当对冷却介质的流通状态进行变更时能够进行电子控制，上述发动机的冷却装置还具备：流通控制单元，当对冷却介质的流通状态进行变更时，该流通控制单元根据上述状态量对上述流通变更单元进行控制；以及设定单元，上述醇混合燃料的醇浓度越高，该设定单元将上述第一规定温度设定得越高。

并且，本发明优选构成为，将上述冷却介质通路设置成：相比上述气缸体中的进气侧的部分，优先冷却排气侧的部分，并且，使上述冷却介质通路在上述气缸体中的至少设置于排气侧的部分的下游侧分支，且将上述流通变更单元设置在上述内部路径中的、包括在上述气缸体中设置于进气侧的部分的内部路径。

根据本发明，通过以合理的方式使发动机的热传递的状态局部地可变，能够降低冷却损失，进一步，能够使冷却损失的降低和抗爆燃性能并存。

附图说明

图1是示意性地示出发动机的冷却装置（以下简称为冷却装置）1A的图。

图2是示意性地示出W/J 501A的图。

图3是针对一个气缸以截面示意性地示出发动机50A的图。

图4是示意性地示出ECU 70A的图。

图5是以流程图示出ECU 70A的动作的图。

图6是示出与曲轴转角相应的燃烧室55的热传导率以及表面积比例的图。

图7是示出冷却装置1A中的与发动机50A的运转状态相应的开闭阀21A的状态的图。

图8是以流程图示出ECU 70B的动作的图。

图9是示出冷却装置1B中的与发动机50A的运转状态相应的开闭阀21A的状态的图。

图10是示出乙醇混合燃料的乙醇浓度和气缸盖绝热上限转速之间的关系的图。

图11是示意性地示出W/J 501B的图。

图12是示意性地示出冷却介质通路的变形例的图。另外，图13所示的发动机50A’，除了代替气缸体51A而具备呈螺旋状地设置有部分W/J R5的气缸体51A’这点、以及冷却介质通路的分支方式不同这点以外，都实质上与发动机50A相同。并且，在图中，箭头F示意性地示出冷却水的流动。

图13是在全负载的情况和部分负载的情况下分别示出火花点火式内燃机的一般的热平衡的明细的图。

图14是在通常的结构的情况和提高了绝热性的情况下分别示出筒体的内壁温度以及热透过率的图。另外，在图14中，作为提高了绝热性的情况，分别示出了筒体的壁厚增加且进行了材质变更的情况、和进行了绝热性更高的空气绝热的情况。并且，作为通常的结构，示出了设置有从气缸体下部朝气缸盖以克服重力的方式使冷却水流通的一个系统的冷却水循环路径的一般的发动机的情况。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。

实施例1

图1所示的冷却装置1A搭载于未图示的车辆，具备水泵（以下称作W/P）11A、散热器12、调温器13、开闭阀21A以及发动机50A。W/P 11A是冷却介质压送单元，压送作为冷却介质的冷却水。W/P 11A是由发动机50A的输出驱动的机械式的W/P。W/P 11A所压送的冷却水被朝发动机50A供给。

发动机50A具备气缸体51A以及气缸盖52。在发动机50A设置有使冷却水从气缸体51A朝向气缸盖52流通的整体形成为一个系统的冷却介质通路亦即水套（以下，称作W/J）501A。具体而言，对于W/J 501A，在气缸体51A具备一个冷却水入口部In，并且在气缸盖52具备一个冷却水出口部Out。进而，通过从冷却水入口部In导入冷却水，并且从冷却水出口部Out排出冷却水，成为使冷却水从气缸体51A朝向气缸盖52流通的整体形成为一个系统的W/J。

W/J 501A在气缸体51A的内部分支成第一内部路径P1以及第二内部路径P2这两个内部路径，并且在气缸盖52的内部汇合。对于W/J501A，具体而言，如图2所示，在气缸体51A中，以相比进气侧的部分优先冷却排气侧的部分的方式设置于筒体51a的周边部。关于这点，W/J 501A设置成，排气侧的部分位于比进气侧的部分靠上游的位置。进而，第一以及第二内部路径P1、P2的分支部位N1在气缸体51A中设置于W/J 501A中的至少比排气侧的部分靠下游侧的部分。具体而言，第一以及第二内部路径P1、P2在气缸体51A中，在W/J 501A中的、设置于进气侧的部分的上游部分支。另一方面，第一以及第二内部路径P1、P2的汇合部位N2在气缸盖52中设置于W/J 501A中的、冷却水出口部Out附近的部分。

因此，第一内部路径P1包含W/J 501A中的除了冷却水出口部Out附近以外的形成于气缸盖52的部分。关于这点，第一内部路径P1成为能够对气缸体51A、气缸盖52中的至少气缸盖52进行冷却的内部路径。另一方面，第二内部路径P2成为能够将至少在气缸体51A中的设置成优先冷却的排气侧的部分流通的却水朝冷却水出口部Out引导的内部路径。

在第一内部路径P1设置有开闭阀21A。开闭阀21A相当于能够变更冷却水的流通状态的流通变更单元，此外，具体而言相当于切换单元。开闭阀21A具体而言成为能够根据冷却水的压力而机械地允许、禁止冷却水的流通的弹簧内置式的簧片阀。此外，具体而言，在冷却水的压力处于气缸盖52的温度能够变得高于第一规定温度的状态的情况下，开闭阀21A允许冷却水的流通，从而使冷却水的流量增大。

关于这点，冷却水的压力随着W/P 11A所排出的冷却水的流量增大而增大，W/P 11A所排出的冷却水的流量随着发动机50A的转速增大而增大。并且，气缸盖52的温度也随着发动机50A的转速增大而变高。因此，冷却水的压力成为可推定气缸盖52的温度上升的状态量。

并且，第一规定温度具体而言是可确保气缸盖52的可靠性的温度。关于这点，冷却水的压力处于气缸盖52的温度能够变得高于第一规定温度的状态的情况，具体而言对应于发动机50A的转速为与需要通过使冷却水在气缸盖52流通来确保气缸盖52的可靠性的发动机50A的运转状态分别对应的各转速中的最低转速（以下称作气缸盖绝热上限转速）的情况。

另一方面，上述开闭阀21A也是能够对气缸盖52的冷却能力进行调整的冷却能力调整单元。关于这点，开闭阀21A为能够不抑制气缸体51A的冷却能力而抑制气缸盖52的冷却能力的冷却能力调整单元。此外，以这种方式设置的开闭阀21A形成为：当对在第一内部路径P1流通的冷却水的流量进行调节以抑制气缸盖52的冷却能力的情况下，能够对在第二内部路径P2流通的冷却水的流量进行调节以提高气缸体51A的冷却能力的冷却能力调整单元。

返回图1，在冷却装置1A形成有多个冷却水循环路径。作为冷却水循环路径，例如具有不经由散热器12的循环路径C1和经由散热器12的循环路径C2。在冷却装置1A流通的冷却水，在从W/P 11A被排出之后，在W/J 501A流通，然后，在为循环路径C1的情况下经由调温器13返回W/P 11A，在为循环路径C2的情况下经由散热器12以及调温器13返回W/P 11A。散热器12是热交换器，能够通过在所流通的冷却水和空气之间进行热交换来对冷却水进行冷却。调温器13对从入口侧与W/P 11A连通的流通路径进行切换。具体而言，在冷却水温不足规定值的情况下，调温器13使绕过散热器12的流通路径成为连通状态，在冷却水温为规定值以上的情况下，调温器13使在散热器12流通的流通路径成为连通状态。

其次，对发动机50A进行更具体的说明。如图3所示，在气缸体51A形成有筒体51a。在筒体51a设置有活塞53。在气缸体51A经由绝热性高的衬垫54固定有气缸盖52。衬垫54利用其高绝热性来抑制从气缸体51A朝气缸盖52的热传递。筒体51a、气缸盖52以及活塞53形成燃烧室55。在气缸盖52形成有朝燃烧室55引导进气的进气口52a、以及从燃烧室55排出燃烧气体的排气口52b。在气缸盖52以面对燃烧室55的上部大致中央的方式设置有火花塞56。

对于W/J 501A，具体而言，作为设置于气缸盖52的部分亦即第一部分冷却介质通路，具备多个部分W/J R1、部分W/J R2、部分W/J R3以及部分W/J R4。部分W/J R1设置于进气口52a的周边部，部分W/JR2设置于排气口52b的周边部，部分W/J R3设置于火花塞56的周边部。并且，部分W/J R4是为了对吸排气口52a、52b之间、其他部分进行冷却而设置的。将这些部分W/J R1至R4编入于第一内部路径P1。

并且，对于W/J 501A，作为设置于气缸体51A的部分亦即第二部分冷却介质通路，具备部分W/J R5。部分W/J R5具体而言设置于筒体51a的周边部。进而，部分W/J R5的上游部U与筒体51a的壁面中的、流入到气缸内的进气所碰触的部分对应地设置。关于这点，发动机50A在本实施例中形成为在气缸内生成正翻转流的发动机，流入到气缸内的进气所碰触的部分更具体而言是筒体51a的壁面上部、且是排气侧的部分。进而，由此，W/J 501A设置成优先冷却筒体51a的壁面上部、且是排气侧的部分。部分W/J R5中的、设置于排气侧的部分，成为第一以及第二内部路径P1、P2分支之前的部分，设置于进气侧的部分编入第二内部路径P2。

此外，冷却装置1A具备图4所示的ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）70A。ECU 70A具备由CPU 71、ROM 72、RAM 73等构成的微型计算机和输入输出回路75、76。这些结构相互经由总线74连接。在ECU 70A电连接有用于检测发动机50A的转速的曲轴转角传感器81、用于计测进气量的空气流量计82、用于检测油门开度的油门开度传感器83、用于检测冷却水的温度的水温传感器84等各种传感器/开关类。关于这点，基于空气流量计82、油门开度传感器83的输出利用ECU 70A检测发动机50A的负载。并且，水温传感器84设置于冷却水出口部Out附近，基于水温传感器84的输出利用ECU 70A检测到的冷却水的水温作为气缸盖52的水温而加以检测。在ECU 70A电连接有用于对进气量进行调节的电子控制节气门91、用于对用户告知异常的蜂鸣器92以及警告灯93等各种控制对象。

ROM 72构成为用于存储记录有CPU 71所执行的各种处理的程序、映射数据等。CPU 71基于存储于ROM 72的程序，根据需要一边利用RAM 73的暂时存储区域一边执行处理，由此，在ECU 70A中功能性地实现各种控制单元、判定单元、检测单元、算出单元等。

关于这点，利用ECU 70A功能性地实现警告单元，例如在气缸盖52的温度超过了高于第一规定温度的第二规定温度的情况下，警告单元进行用于输出告知异常的警告的控制。警告单元具体而言以下述方式实现：通过进行用于将蜂鸣器92以及警告灯93置于ON的控制，来进行用于输出告知异常的警告的控制。并且，例如利用ECU 70A功能性地实现输出限制单元，在警告单元进行了用于输出警告的控制之后气缸盖52的温度不低于第二规定温度的情况下，输出限制单元进行用于限制发动机50A的输出的控制。输出控制单元具体而言以下述方式实现：在警告单元进行了用于输出警告的控制之后，在经过了规定时间T1之后在气缸盖52的温度不低于第二规定温度的情况下，通过限制电子控制节气门91的开度来进行用于限制发动机50A的输出的控制。另外，警告单元以及输出限制单元的具体的控制对象并不限定于此。

其次，使用图5所示的流程图对ECU 70A的动作进行说明。另外，本流程图在内燃机运转时以极短的时间间隔反复执行。ECU 70A判定气缸盖52的温度是否超过了第二规定温度（步骤S1）。在开闭阀21A产生某些不良而导致无法正常开阀的情况下，气缸盖52的温度超过第二规定温度。关于这点，第二规定温度具体而言设定为，在不对发动机50A造成损伤的范围内，在开闭阀21A无法正常开阀的情况下所达到的温度。如果在步骤S1中为否定判定的话，则不需要进行特别的处理，所以暂时结束本流程。

另一方面，如果在步骤S1中为肯定判定的话，则ECU 70A将蜂鸣器92以及警告灯93置于ON（步骤S3）。接着，ECU 70A判定是否已经过了规定时间T1（步骤S5）。如果为否定判定的话，则到经过规定时间T1为止的期间，反复执行步骤S5。另一方面，如果在步骤S5中为肯定判定的话，则ECU 70A判定气缸盖52的温度是否低于第二规定温度（步骤S7）。如果为肯定判定的话，则暂时结束本流程。另一方面，如果在步骤S7中为否定判定的话，则ECU 70A限制电子控制节气门13的开度（步骤S9）。

其次，对冷却装置1A的作用效果进行说明。此处，与发动机50A的曲轴转角相应的燃烧室55的热传导率以及表面积比例如图6所示。如图6所示，可知热传导率在压缩行程上止点附近高。进而，关于表面积比例，可知在压缩行程上止点附近气缸盖52和活塞53的表面积比例变大。因而，对于冷却损失，可知气缸盖52的温度的影响力大。另一方面，可知爆燃依存于压缩端温度，在对压缩端温度造成影响的进气压缩行程中筒体51a的表面积比例大。因而，对于爆燃，可知筒体51a的温度的影响力大。

与此相对，在冷却装置1A中，基于这种见解而设置开闭阀21A。进而，如图7所示，开闭阀21A在发动机50A的转速为低中转速的情况下根据此时的冷却水的压力而闭阀，并且在为高转速的情况下根据此时的冷却水的压力而开发。进而，由此，冷却装置1A在发动机50A的转速为低中转速的情况下抑制气缸盖52的冷却能力，由此能够降低冷却损失。另一方面，在该情况下担心产生爆燃。与此相对，开闭阀21A能够不抑制气缸体51A的冷却能力而抑制气缸盖52的冷却能力。因此，冷却装置1A由此能够维持筒体51a的冷却，由此能够抑制爆燃的产生。即，在冷却装置1A中，通过基于上述见解以合理的方式使热传递的状态局部可变，能够实现气缸盖52的绝热（冷却损失的降低），同时能够实现气缸体51A的冷却，由此能够抑制爆燃的产生。并且，在冷却装置1A中，在发动机50A的转速为高转速的情况下，通过开闭阀21A开阀，能够确保气缸盖52的可靠性。即，冷却装置1A能够像这样在实现冷却损失的降低的同时使发动机50A的运转成立，由此，即便从通常进行的发动机50A的运转整体出发，也能够实现热效率的提高。

并且，在冷却装置1A中，将W/J 501A设置成，相比气缸体51A中的进气侧的部分，优先冷却流入到气缸内的进气所碰触的排气侧的部分。因此，冷却装置1A由此能够有效地冷却进气，由此能够适当地抑制爆燃的产生。关于这点，更具体而言，冷却装置1A通过将W/J 501A设置成优先冷却筒体51a的壁面上部、且是排气侧的部分，能够更有效地对进气进行冷却，因此能够更适当地抑制爆燃的产生。

并且，在冷却装置1A中，在使用机械式的开闭阀21A时，假设在因产生某些不良而导致开闭阀21A无法正常开阀的情况下，将蜂鸣器92以及警告灯93置于ON。进而，由此，在冷却装置1A中，能够促使用户进行减速、退避行驶（退避走行）。即，在冷却装置1A中，假设在因产生某些不良而导致开闭阀21A无法正常开阀的情况下，首先能够按照用户的意思进行减速、退避行驶。因此，冷却装置1A能够防止例如因立刻限制发动机50A的输出反而使行驶中的车辆陷入危险状况的情况。并且，通过用户实际上进行减速、退避行驶来降低发动机50A的输出，因此，冷却装置1A由此能够确保车辆的行驶安全性，并且能够避免对发动机50A造成损伤。

另一方面，当即便将蜂鸣器92以及警告灯93置于ON的情况下，但之后例如在未适当地进行减速、退避行驶的情况下，或在减速不充分的情况下，考虑也存在气缸盖52的温度不低于第二规定温度的情况。与此相对，在冷却装置1A中，在这种情况下，通过限制电子控制节气门13的开度，能够更可靠地避免对发动机50A造成损伤。另外，即便在该情况下，在电子控制节气门91的当前的开度大于目标限制开度的情况下，例如通过以电子控制节气门91的开度朝向目标限制开度逐渐变小的方式对电子控制节气门91进行控制，能够尽量确保车辆的行驶安全性。

实施例2

对于本实施例所涉及的冷却装置1B，除了代替W/P 11A而具备作为冷却介质压送单元的使所压送的冷却水的流量可变的W/P 11B这点、以及代替ECU 70A而具备ECU 70B这点以外，都实质上与冷却装置1A相同。并且，对于ECU 70B，除了以W/P 11B作为控制对象而与之电连接这点、进一步功能性地实现以下所示的控制单元这点、以及按照如下方式实现警告单元这点以外，都实质上与ECU 70A相同。因此，对于冷却装置1B以及ECU 70B省略图示。

控制单元以下述方式实现：根据气缸盖52的温度对W/P 11B进行控制，使得气缸盖52的温度越高则冷却水的排出量越大。因而，在冷却装置1B中，随着气缸盖52的温度上升，W/P 11B的排出量、即冷却水的压力增大。另外，这表示W/P 11B的基本的控制倾向，还可以根据需要对W/P 11B进行控制来适当增减排出量。关于这点，控制单元以下述方式实现：在气缸盖52的温度超过了第二规定温度的情况下，还进行流量增大控制，使得所压送的冷却水的流量增大。

另一方面，在ECU 70B中，警告单元以下述方式实现：在控制单元进行了流量增大控制之后气缸盖52的温度不低于第二规定温度的情况下，警告单元进行用于输出告知异常的警告的控制。具体而言以下述方式实现：在控制单元进行了流量增大控制之后，在经过了规定时间T2之后气缸盖52的温度不低于第二规定温度的情况下，进行用于将蜂鸣器92以及警告灯93置于ON的控制。

其次，使用图8所示的流程图对ECU 70B的动作进行说明。另外，图8所示的流程图除了追加步骤S2a、S2b以及S2c这点以外都与图5所示的流程图相同。因此，此处特别对这些步骤进行说明。在步骤S1中为肯定判定的情况下，ECU 70B进行流量增大控制（步骤S2a）。另外，除了进行该流量增大控制的情况以外，对W/P 11B进行控制，使其基本上按照与气缸盖52的温度相应的排出量排出冷却水。接着，ECU70B判定是否经过了规定时间T2（步骤S2b）。如果为否定判定的话，则到经过规定时间T2为止的期间，反复执行步骤S2b。另一方面，如果在步骤S2b中为肯定判定的话，则ECU 70B判定气缸盖52的温度是否低于第二规定温度（步骤S2c）。进而，如果为肯定判定的话，则暂时结束本流程，如果为否定的话则向步骤S3前进。

其次，对冷却装置1B的作用效果进行说明。此处，当气缸盖52的温度在需要确保气缸盖52的可靠性的高转速高负载时达到第一规定温度的时候，在冷却装置1B中，根据与此时的温度对应的冷却水的压力，开闭阀21A开阀。

因而，如图9所示，对于冷却装置1B，在当内燃机处于热态时发动机50A的运转状态处于由直线L1划分的高转速高负载的运转区域的情况下，开闭阀21A开阀，由此能够确保气缸盖52的可靠性，同时，在除此之外的运转状态下，开闭阀21A闭阀，由此能够在比冷却装置1A的情况更宽广的运转区域降低冷却损失。

并且，气缸盖52的温度达到第一规定温度的发动机50A的运转状态也根据发动机50A的暖机状态而变化。与此相对，在冷却装置1B中，当内燃机处于冷态时，在由直线L2划分的更高转速高负载的运转区域开闭阀21A闭阀，因此，能够在更宽广的运转区域降低冷却损失。因此，冷却装置1B与冷却装置1A相比较，能够适当地降低冷却损失。

并且，在冷却装置1B中，假设在因产生某些不良而导致开闭阀21A无法正常开阀的情况下，在将蜂鸣器92以及警告灯93置于ON之前先进行流量增大控制。进而，在该情况下，如果开闭阀21A稍微开阀，则由此能够使气缸盖52的温度降低。因此，对于冷却装置1B，由此无需促使用户进行减速、退避行驶就能够避免对发动机50A造成损伤，在这点上，与冷却装置1A相比能够更适当地避免对发动机50A造成损伤。

实施例3

对于本实施例所涉及的冷却装置1C，除了代替发动机50A而具备发动机50B这点以外，都实质上与冷却装置1A相同。并且，发动机50B除了代替开闭阀21A而具备以下所示的开闭阀21B这点以外，都实质上与发动机50A相同。因此，对于冷却装置1C省略图示。开闭阀21B相当于能够对冷却水的流通状态进行变更的流通变更单元，更具体而言，相当于切换单元。具体而言，开闭阀21B为能够根据气缸盖52的温度而机械地允许、禁止冷却水的流通的调温器式的开闭阀。关于这点，在气缸盖52的温度高于第一规定温度的情况下，开闭阀21B通过允许冷却水的流通而使冷却水的流量增大。

其次，对冷却装置1C的作用效果进行说明。此处，当气缸盖52的温度在需要确保气缸盖52的可靠性的高转速高负载时达到第一规定温度的时候，在冷却装置1C中，此时开闭阀21B处于开阀状态。因而，冷却装置1C与冷却装置1B的情况同样，在内燃机处于热态时，与冷却装置1A的情况相比，能够在更宽广的运转区域降低冷却损失。并且，在冷却装置1C中与冷却装置1B的情况同样，在内燃机处于冷态时，与冷却装置1A的情况相比，能够在更宽广的运转区域降低冷却损失。因此，冷却装置1C与冷却装置1A相比能够更适当地降低冷却损失。并且，冷却装置1C即便是在具备机械式的W/P 11A作为冷却介质压送单元的情况下也能够实现，在这点上，与冷却装置1B相比，应用性高、且成本方面也有利。

另外，对于冷却装置1C，例如也可以代替W/P 11A而应用W/P 11B，并且代替ECU 70A而应用ECU 70B。换言之，对于冷却装置1B，例如也可以代替开闭阀21A而应用开闭阀21B。进而，在该情况下，在开闭阀21B产生异常的情况下，与冷却装置1B的情况同样，与冷却装置1A的情况相比能够更适当地避免对发动机50B造成损伤。

实施例4

对于本实施例所涉及的冷却装置1D，除了代替发动机50A而具备发动机50C这点、以及代替ECU 70A而具备ECU 70C这点以外，都实质上与冷却装置1A相同。发动机50C除了是能够使用醇混合燃料作为燃料的发动机这点、以及代替开闭阀21A而具备以下所示的开闭阀21C这点以外，都实质上与发动机50A相同。ECU 70C除了还电连接有以下所示的醇传感器（省略图示）这点、以及还功能性地实现以下所示的流通控制单元以及设定单元这点以外，都实质上与ECU 70A相同。因此，对于冷却装置1D以及ECU 70C省略图示。

开闭阀21C相当于能够对冷却水的流通状态进行变更的流通变更单元，更具体而言相当于切换单元。关于这点，开闭阀21C构成为当对冷却水的流通状态进行变更时能够进行电子控制。

醇传感器是用于检测醇混合燃料中的醇浓度的传感器，设置于贮存醇混合燃料的未图示的燃料箱。具体而言，醇传感器例如能够应用检测根据醇浓度而变化的燃料的导电率的传感器。

流通控制单元以下述方式实现：当对冷却水的流通状态进行变更时，将气缸盖52的温度上升作为可推定的状态量，根据发动机50C的转速对开闭阀21C进行控制。另外，也可以代替发动机50C的转速而应用例如冷却水的压力。

具体而言，流通控制单元以下述方式实现：根据发动机50C的转速对开闭阀21C进行控制，以允许、禁止冷却水的流通。

更具体而言，流通控制单元以下述方式实现：在发动机50C的转速处于气缸盖52的温度能够变得高于第一规定温度的状态的情况下，流通控制单元对开闭阀21C进行控制，允许冷却水的流通，由此使冷却水的流量增大。

发动机50C的转速处于气缸盖52的温度能够变得高于第一规定温度的状态的情况具体而言是指：发动机50C的转速为气缸盖绝热上限转速的情况。

设定单元以下述方式实现：基于醇传感器的输出，醇混合燃料的醇浓度越高，则将第一规定温度设定得越高。

具体而言，设定单元以下述方式实现：根据醇混合燃料的醇浓度，醇浓度越高则将第一规定温度设定得越高，从而醇浓度越高则将气缸盖绝热上限转速设定得越高。

醇混合燃料具体而言为乙醇混合燃料。

其次，对冷却装置1D的作用效果进行说明。此处，在发动机50C中，根据乙醇混合燃料的气化潜热效应，气缸盖52的温度根据乙醇浓度而降低。因此，在冷却装置1D中，与第一规定温度对应的气缸盖绝热上限转速根据乙醇浓度而不同。具体而言，如图10所示，乙醇混合燃料的乙醇浓度越高，则与第一规定温度所对应的气缸盖绝热上限转速越高。与此相对，在冷却装置1D中，乙醇浓度越高则将气缸盖绝热上限转速设定得越高。因此，冷却装置1D与冷却装置1A的情况相比能够在更宽广的运转区域降低冷却损失。

实施例5

对于本实施例所涉及的冷却装置1E，除了代替发动机50A而具备发动机50D这点以外，都实质上与冷却装置1A相同。因此，对于冷却装置1E省略图示。如图12所示，发动机50D除了代替W/J 501A而设置W/J 501B这点、以及伴随于此代替气缸体51A而具备气缸体51B这点以外，都实质上与发动机50A相同。另外，对于冷却装置1B、1C以及1D也能够应用同样的变更。

对于W/J 501B，除了设置有开闭阀21A的第一内部路径P1还包括W/J 501B中的、在气缸体51B中设置于进气侧的部分这点以外，都实质上与W/J 501A相同。因而，换言之，W/J 501B相对于W/J 501A的区别在于，在还包括W/J 501B中的、在气缸体51B中设置于进气侧的部分的第一内部路径P1设置有开闭阀21A。

其次，对冷却装置1E的作用效果进行说明。在冷却装置1E中，与冷却装置1A相比，在还包括W/J 501B中的、在气缸体51B中设置于进气侧的部分的第一内部路径P1设置开闭阀21A。因此，冷却装置1E与冷却装置1A相比，在开闭阀21A闭阀的期间，在该设置于进气侧的部分进一步能够实现冷却损失的降低。

另一方面，在该情况下，在开闭阀21A闭阀时，能够局部地抑制气缸体51B的冷却能力。与此相对，在冷却装置1E中，即便在开闭阀21A闭阀时，也能够冷却气缸体51B中的、排气侧的部分。因此，冷却装置1E像这样能够实现进一步的冷却损失的降低，并且也能够抑制爆燃的产生。

上述的实施例是本发明的优选实施例。但是，本发明并不限定于此，在不脱离本发明的主旨的范围内能够实施各种变形。

例如，在上述的实施例中，对各开闭阀21是流通变更单元的情况进行了说明。但是本发明并非一定限定于此，流通变更单元例如也可以是在两个状态之间能够使流量相对增大的阀等。关于这点，流通变更单元例如也可以是构成为能够电子控制的流量调节阀，或者也可以形成为：具备当对冷却介质的流通状态进行变更时根据气缸盖的温度或者可推定气缸盖的温度上升的状态量对流通变更单元进行控制的流通控制单元，由此来对冷却介质的流通状态进行变更。并且，在该情况下，也可以使流量调节阀作为切换单元发挥功能。

关于这点，例如在上述的实施例中，从能够构成为在成本方面有利等的观点出发，对开闭阀21A、21B是机械式的切换单元的情况为了进行了说明。但是，本发明并非一定限定于此，对于切换单元，也可以与上述的流通变更单元同样构成为能够电子控制。

并且，在上述的实施例中，对W/J 501A、501B是冷却介质通路的情况进行了说明。但是，本发明并非一定限定于此，冷却介质通路例如在气缸体中也可以从气缸体中的筒体的壁面上部、且是排气侧的部分开始朝向筒体下部呈螺旋状设置于筒体周边部。在该情况下，通过优先冷却筒体的壁面上部、且是排气侧的部分，能够适当地抑制爆燃的产生。并且，在该情况下，使冷却介质通路分支，以使上述冷却介质在冷却介质通路中的、在气缸盖中呈螺旋状设置的部分流通之后在气缸盖中流通，由此，在使冷却水在气缸盖内流通的情况下，也能够降低气缸盖的冷却损失。另外，作为参照，在图13中示出具备这种冷却介质通路的发动机50A’。

并且，在上述的实施例中功能性地实现的各种单元主要由控制各发动机50的各ECU 70实现是合理的，但例如也可以通过其他的电子控制装置、专用的电子回路等硬件、它们的组合而实现。并且，例如也可以通过多个电子控制装置、多个电子回路等硬件、电子控制装置和电子回路等硬件的组合以分散控制的方式实现上述各种单元。

标号说明：

1…冷却装置；11…W/P；12…散热器；13…调温器；14…流量调节阀；21…开闭阀；50…发动机；501…W/J；51A、51B…气缸体；51a…筒体；52…气缸盖；52a…进气口；52b…排气口；70…ECU。

Claims (8)

1.一种发动机的冷却装置，其中，

所述发动机的冷却装置具备发动机，该发动机具备气缸体以及气缸盖，并且设置有使冷却介质从所述气缸体朝所述气缸盖流通的整体形成为一个系统的冷却介质通路，

使所述冷却介质通路在所述气缸体的内部分支成至少两个以上的内部路径，并在所述气缸盖的内部汇合，

在所述内部路径中的、至少一个内部路径设置有流通变更单元，该流通变更单元能够根据所述气缸盖的温度、或者能够推定所述气缸盖的温度上升的状态量对冷却介质的流通状态进行变更，

在所述气缸盖的温度高于第一规定温度的情况下、或者在所述状态量处于所述气缸盖的温度能够变得高于所述第一规定温度的状态的情况下，所述流通变更单元使冷却介质的流量增大。

2.根据权利要求1所述的发动机的冷却装置，其中，

所述流通变更单元是切换单元，该切换单元根据所述气缸盖的温度或者所述状态量而允许、禁止冷却介质的流通，由此能够对冷却介质的流通状态进行变更，

在所述气缸盖的温度高于所述第一规定温度的情况下、或者在所述状态量处于所述气缸盖的温度能够变得高于所述第一规定温度的状态的情况下，所述切换单元允许冷却介质的流通。

3.根据权利要求2所述的发动机的冷却装置，其中，

所述流通变更单元是能够根据作为所述状态量的冷却介质的压力而允许、禁止冷却介质的流通的切换单元，

所述发动机的冷却装置还具备：

冷却介质压送单元，该冷却介质压送单元能够使所压送的冷却介质的流量变化；以及

控制单元，该控制单元根据所述气缸盖的温度对所述冷却介质压送单元进行控制，使得所述气缸盖的温度越高，则所压送的冷却介质的流量越大。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的发动机的冷却装置，其中，

所述发动机的冷却装置还具备警告单元，在所述气缸盖的温度超过了高于所述第一规定温度的第二规定温度的情况下，该警告单元进行用于输出告知异常的警告的控制。

5.根据权利要求3所述的发动机的冷却装置，其中，

在所述气缸盖的温度超过了高于所述第一规定温度的第二规定温度的情况下，所述控制单元进一步进行流量增大控制，在该流量增大控制中，对所述冷却介质压送单元进行控制，使得所压送的冷却介质的流量增大，并且，

所述发动机的冷却装置还具备警告单元，在所述控制单元进行了所述流量增大控制之后所述气缸盖的温度不低于所述第二规定温度的情况下，该警告单元进行用于输出告知异常的警告的控制。

6.根据权利要求4或5所述的发动机的冷却装置，其中，

所述发动机的冷却装置还具备输出限制单元，在所述警告单元进行了用于输出所述警告的控制之后所述气缸盖的温度不低于所述第二规定温度的情况下，所述输出限制单元进行用于限制所述发动机的输出的控制。

7.根据权利要求1或2所述的发动机的冷却装置，其中，

所述发动机是使用醇混合燃料的发动机，并且，所述流通变更单元构成为当对冷却介质的流通状态进行变更时能够进行电子控制，

所述发动机的冷却装置还具备：

流通控制单元，当对冷却介质的流通状态进行变更时，该流通控制单元根据所述状态量对所述流通变更单元进行控制；以及

设定单元，所述醇混合燃料的醇浓度越高，所述设定单元将所述第一规定温度设定得越高。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的发动机的冷却装置，其中，

将所述冷却介质通路设置成：相比所述气缸体中的进气侧的部分，优先冷却排气侧的部分，并且，使所述冷却介质通路在所述气缸体中的至少设置于排气侧的部分的下游侧分支，且将所述流通变更单元设置在所述内部路径中的、包括在所述气缸体中设置于进气侧的部分的内部路径。

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