JP2007138791A - エンジンの冷却媒体循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの運転状態に応じたより適切なエンジン冷却媒体（冷却水）の循環状態の制御を行い得る、エンジンの冷却媒体循環装置を提供する。
【解決手段】エンジン１００の冷却水を循環させる冷却水循環システム１７０には、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂが介装されている。第１制御弁１７９ａは、冷却水送出ポンプ１７１の冷却水吸入側と、ラジエータ１７２又は当該ラジエータ１７２をバイパスするバイパス管１７７との連通状態を選択的に設定するように構成されている。第２制御弁１７９ｂは、シリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂとラジエータ１７２との連通状態を設定するように構成されている。制御部１９０は、エンジン１００の運転状態に応じて、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂの動作状態を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダヘッドとシリンダブロックとを備えたエンジンの冷却媒体を循環し得るように構成された、エンジンの冷却媒体循環装置（以下、単に「循環装置」と称する。）に関する。

上述の循環装置として、従来、様々な構成のものが知られている。例えば、特開２００３−１４８１４５号公報（特許文献１）には、前記冷却媒体としての冷却水（クーラント）をシリンダヘッドに供給し得る冷却水供給ラインと、当該冷却水をシリンダブロックに供給し得る冷却水供給ラインとを、別々に備えた、エンジン冷却システムが開示されている。このエンジン冷却システムには、２つのサーモスタット弁装置（メインサーモスタット及び補助サーモスタット）が設けられている。

前記メインサーモスタットは、前記シリンダヘッドの冷却水出口側に設置されている。このメインサーモスタットは、冷却水温が８２℃以下の場合に、前記シリンダヘッドから冷却水ポンプへの冷却水通路を開通させ、冷却水温が８２℃以上の場合に、前記シリンダヘッドからラジエータへの冷却水通路を開通させるように構成されている。前記補助サーモスタットは、前記シリンダブロックの冷却水出口側に設置されている。この補助サーモスタットは、冷却水温が９５℃以下の場合に閉弁することで、前記シリンダブロック内の冷却水を停留させ、冷却水温が９５℃以上の場合に開弁することで、前記シリンダブロック内の冷却水を前記シリンダヘッドから排出された冷却水と合流させて循環させるように構成されている。

すなわち、上述のエンジン冷却システムにおいては、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの出口側に、それぞれ異なる作動温度の２つの前記サーモスタット弁装置が備えられている。そして、当該エンジン冷却システムは、冷却水を前記シリンダブロックと前記シリンダヘッドとに一定の比率に分けて供給しつつ、冷却水が所定の温度に達するまで前記シリンダブロックへの冷却水の供給を遮断するように構成されている。

これにより、前記シリンダブロックが短時間に昇温し、シリンダ内部とピストンとの摩擦力が減少することで、燃費が向上する。すなわち、暖機性能が向上する。
特開２００３−１４８１４５号公報

今日、排気ガスの浄化の要求がますます高まっている。よって、排気ガス再循環（ＥＧＲ：exhaust gas recirculation）や、ディーゼルエンジンにおける排気中の微粒子（パティキュレート）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）による当該パティキュレートの除去、及び当該パティキュレートフィルタの再生処理（ＤＰＦ再生処理）等の、排気ガス浄化処理が行われる場合がある。

ここで、排気ガス再循環とは、排気ガスの一部を吸気に再循環させて、燃焼温度を低く抑えることで、ＮＯｘの生成を抑制する技術をいう。この排気ガス再循環を行い得るエンジンにおいては、多くの場合、ＥＧＲガス（吸気に再循環させる排気ガス）を冷却することでＮＯｘの生成をより抑制するために、ＥＧＲクーラが備えられている。ＥＧＲクーラは、前記エンジンの排気通路から吸気通路へ排気ガスの一部を導入し得るように構成されたＥＧＲガス通路に介装されている。また、ＥＧＲクーラは、エンジンの冷却水循環経路中に介装されている。そして、このＥＧＲクーラは、前記冷却水循環経路を循環しているエンジンの冷却水とＥＧＲガスとの熱交換によって当該ＥＧＲガスを冷却し得るように構成されている。

かかる排気ガス再循環において、ＥＧＲガスが冷却され過ぎると、却ってＨＣ等が発生してしまう。よって、前記ＥＧＲクーラを適切な温度に維持するために、当該ＥＧＲクーラへの冷却水の導入状態（流量や温度等）を、運転状態に応じて適切に制御する必要がある。

また、パティキュレートフィルタにパティキュレートが堆積した場合に、当該堆積したパティキュレートを酸化させることで、当該パティキュレートフィルタの捕集能力を再生させる、上述のＤＰＦ再生処理を行う場合、排気温度を上昇させることが必要となる。この場合、ＤＰＦ再生処理に適した排気温度を得るために、前記シリンダヘッドの冷却状態をある程度緩和させる（前記シリンダヘッドの温度を上昇させる）必要が生じることがある。

さらに、上述のパティキュレートフィルタとして、パティキュレートとＮＯｘとを同時に処理し得る触媒装置が知られている。この触媒装置は、排気ガスの空燃比がリーンである場合、ＮＯｘを硝酸塩に変化させることで吸蔵し、このとき放出される活性酸素及び排気ガス中の酸素によってパティキュレートを酸化するように構成されている。また、この触媒装置は、排気ガスの空燃比がリッチである場合、吸蔵されたＮＯｘがＮＯとしてリリースされ、このＮＯがＨＣ及びＣＯによって還元されることで、Ｎ₂と活性酸素とが発生し、このとき発生された活性酸素によってパティキュレートを酸化するように構成されている。

かかる触媒装置においては、運転速度が低い場合に、上述のようなパティキュレートの連続酸化処理が困難となり、パティキュレートが触媒装置内に堆積される。そして、パティキュレートがある程度堆積された場合、触媒装置の床温を例えば６００℃以上の高温にすることで、堆積されたパティキュレートを酸化させるＤＰＦ再生処理を行う必要が生じる。この触媒装置の床温を効率的に上昇させるために、前記シリンダヘッドの冷却状態をある程度緩和させることで、排気温度を上昇させる必要が生じることがある。

このように、今日の循環装置においては、暖機性能のみならず、排気ガス浄化をも考慮して、エンジンの運転状態に応じたより適切なエンジン冷却媒体（冷却水）の循環状態の制御が求められている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの運転状態に応じたより適切なエンジン冷却媒体の循環状態の制御を行い得る、エンジンの冷却媒体循環装置（循環装置）を提供することにある。

本発明の対象となる循環装置は、シリンダヘッドとシリンダブロックとを備えたエンジンの冷却媒体を循環し得るように構成されている。

具体的には、本循環装置は、冷却媒体送出部と、ラジエータと、シリンダヘッド内冷却媒体通路と、シリンダヘッド排出通路と、シリンダブロック内冷却媒体通路と、シリンダブロック排出通路と、ラジエータ流入通路と、ラジエータ排出通路と、を備えている。

前記冷却媒体送出部は、前記冷却媒体を前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックに向けて送出し得るように構成されている。

前記ラジエータは、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを経た前記冷却媒体を外気との熱交換によって冷却し得るように構成されている。

前記シリンダヘッド内冷却媒体通路は、前記シリンダヘッド内に形成されていて、当該シリンダヘッド内冷却媒体通路を前記冷却媒体が通過することで、当該冷却媒体と前記シリンダヘッドとの熱交換によって当該シリンダヘッドが冷却され得るようになっている。

前記シリンダヘッド排出通路は、前記シリンダヘッドから排出されて前記ラジエータに向かう前記冷却媒体の通路であって、前記シリンダヘッド内冷却媒体通路と接続されている。

前記シリンダブロック内冷却媒体通路は、前記シリンダブロック内に形成されていて、当該シリンダブロック内冷却媒体通路を前記冷却媒体が通過することで、当該冷却媒体と前記シリンダブロックとの熱交換によって当該シリンダブロックが冷却され得るようになっている。

前記シリンダブロック排出通路は、前記シリンダブロックから排出されて前記ラジエータに向かう前記冷却媒体の通路であって、前記シリンダブロック内冷却媒体通路と接続されている。

前記ラジエータ流入通路は、前記シリンダヘッド内冷却媒体通路及び前記シリンダブロック内冷却媒体通路を経た前記冷却媒体を前記ラジエータに流入させ得るように構成されている。このラジエータ流入通路は、前記シリンダヘッド排出通路及び前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータとを接続するように設けられている。

前記ラジエータ排出通路は、前記ラジエータによって冷却されて当該ラジエータから排出された前記冷却媒体を前記冷却媒体送出部に送り得るように構成されている。このラジエータ排出通路は、前記ラジエータと前記冷却媒体送出部とを接続するように設けられている。

本発明の特徴は、前記循環装置が、第１制御弁と、第２制御弁と、制御部と、をさらに備えたことにある。

前記第１制御弁は、前記シリンダヘッドにおける前記冷却媒体の状態（温度や流量等）を制御し得るように構成されている。

前記第２制御弁は、前記シリンダブロックにおける前記冷却媒体の状態を制御し得るように構成されている。すなわち、本発明の循環装置は、前記シリンダヘッドの冷却状態と前記シリンダブロックの冷却状態とを独立して制御し得る、いわゆる２系統冷却装置として構成されている。

そして、前記制御部は、前記第１制御弁及び前記第２制御弁の動作を制御し得るように構成されている。

ここで、前記循環装置が、バイパス通路をさらに備えていることが好適である。このバイパス通路は、前記シリンダヘッド排出通路と前記ラジエータ排出通路とを接続するように設けられている。この場合、前記第１制御弁は、前記バイパス通路及び前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部との連通状態を制御し得るように構成されている。また、前記第２制御弁は、前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路との連通状態を制御し得るように構成されている。

かかる構成を有する本発明の循環装置においては、前記制御部によって前記第１制御弁の動作が制御されることで、前記シリンダヘッドにおける前記冷却媒体の状態が制御される。

具体的には、例えば、前記制御部及び前記第１制御弁によって、前記バイパス通路及び前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部との連通状態が制御される。これにより、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）を経た前記冷却媒体が前記ラジエータを通過することで当該冷却媒体の昇温が抑制されるか（前記ラジエータによって冷却されるか）否かが制御される。

すなわち、前記冷却媒体送出部による前記シリンダヘッドに向けた前記冷却媒体の送出作用に伴って、当該冷却媒体の送出方向における、前記冷却媒体送出部の上流側にて、負圧が発生する。ここで、前記第１制御弁が所定の動作を行う（開弁される）ことで、前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部とが連通する。この場合、前記負圧によって、前記ラジエータ排出通路内の前記冷却媒体が、前記冷却媒体送出部に吸入される。これにより、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）を経た前記冷却媒体が、前記ラジエータ及び前記ラジエータ排出通路を介して、前記冷却媒体送出部へ還流する。そして、前記冷却媒体が前記ラジエータを通過する際に、当該冷却媒体と外気との熱交換によって、当該冷却媒体の昇温が抑制される（当該冷却媒体が冷却される）。

一方、前記第１制御弁における前記所定の動作が禁止又は解除される（前記第１制御弁が閉弁される）ことで、前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部との連通が遮断される。この場合、前記負圧によって、前記バイパス通路内の前記冷却媒体のみが、前記冷却媒体送出部に吸入される。これにより、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）を経た前記冷却媒体が、前記バイパス通路を通って（前記ラジエータをバイパスして）、前記冷却媒体送出部へ還流する。そして、この場合、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）を経た前記冷却媒体の流れが前記ラジエータをバイパスするので、当該ラジエータによる当該冷却媒体の昇温の抑制は行われない。

このようにして、当該シリンダヘッド（当該シリンダヘッド内冷却媒体通路）を通過する前記冷却媒体の昇温状態が制御され得る。

また、前記制御部によって前記第２制御弁の動作が制御されることで、前記シリンダブロックにおける前記冷却媒体の状態が制御される。

具体的には、例えば、前記制御部及び前記第２制御弁によって、前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路との連通状態が制御されることで、前記シリンダブロック内冷却媒体通路内の前記冷却媒体が前記ラジエータに向けて流動するか否かが制御される。

すなわち、前記第２制御弁が所定の動作を行う（開弁される）ことで、前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路とが連通する。この場合、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内の前記冷却媒体が、前記ラジエータ流入通路を介して前記ラジエータに流入して、前記ラジエータ排出通路を介して前記冷却媒体送出部へ還流し得る。

一方、前記第２制御弁における前記所定の動作が禁止又は解除される（前記第２制御弁が閉弁される）ことで、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）を、前記冷却媒体の循環経路から孤立させ得る。具体的には、例えば、前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路との連通が遮断されることで、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内にて前記冷却媒体が滞留する。この場合、当該シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内の前記冷却媒体が、前記循環系路中の前記冷却媒体よりも高温となる。すなわち、当該シリンダブロック内の前記冷却媒体が昇温する。

このようにして、当該シリンダブロック（当該シリンダブロック内冷却媒体通路）内の前記冷却媒体の昇温状態が制御され得る。

かかる構成によれば、前記エンジンの運転状態に応じた、より適切な前記冷却媒体の循環状態（昇温状態）の制御が行われ得る。

・前記制御部が、以下のように動作するように構成されていてもよい：当該制御部は、前記冷却媒体の温度が第１基準温度以上となった場合に、前記第１制御弁に第１の動作を行わせることで、前記シリンダヘッド内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定する。また、当該制御部は、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上となった場合に、前記第２制御弁に第２の動作を行わせることで、前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定する。さらに、当該制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度より低温であっても、前記第２制御弁に前記第２の動作を行わせる。

具体的には、例えば、前記制御部は、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上となった場合に、前記ラジエータ（前記ラジエータ排出通路）と前記冷却媒体送出部とを連通させるように、前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせる（前記第１制御弁を開弁させる）。また、前記制御部は、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度以上となった場合に、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック排出通路）と前記ラジエータ（前記ラジエータ流入通路）とを連通させるように、前記第２制御弁に前記第２の動作を行わせる（前記第２制御弁を開弁させる）。さらに、前記制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度より低温であっても、前記第２制御弁に前記第２の動作を行わせる（前記第２制御弁を開弁させる）。

前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度より低い場合、前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、前記第１及び第２の動作を行わない（開弁しない）。これにより、前記シリンダヘッド内及び前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温の抑制動作が行われないように、前記冷却媒体の循環状態が設定される。具体的には、前記ラジエータ（前記ラジエータ排出通路）と前記冷却媒体送出部との連通が遮断される。また、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック排出通路）と前記ラジエータ（前記ラジエータ流入通路）との連通が遮断される。

前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上であって前記第２基準温度より低い場合、前記第１制御弁が前記第１の動作を行う（開弁する）。これにより、前記シリンダヘッド内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、（当該シリンダヘッドを経た）前記冷却媒体の循環状態が設定される。具体的には、前記ラジエータ（前記ラジエータ排出通路）と前記冷却媒体送出部とが連通することで、当該ラジエータにて外気との熱交換によって昇温が抑制された（冷却された）前記冷却媒体が、前記冷却媒体送出部を介して前記シリンダヘッドに供給される。なお、この場合、前記第２制御弁は前記第２の動作を行わない（開弁しない）。

前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度以上である場合、前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、前記第１及び第２の動作を行う（開弁する）。これにより、前記シリンダヘッド内及び前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、（当該シリンダヘッド及び当該シリンダブロックを経た）前記冷却媒体の循環状態が設定される。具体的には、前記ラジエータ（前記ラジエータ排出通路）と前記冷却媒体送出部とが連通されて、当該ラジエータによって冷却された前記冷却媒体が前記シリンダヘッドに供給される。また、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック排出通路）と前記ラジエータ（前記ラジエータ流入通路）とが連通されて、当該シリンダブロック（当該シリンダブロック排出通路）の前記循環経路からの孤立（前記冷却媒体の滞留）が解消される。

ここで、前記制御部は、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度より低温であっても、前記エンジンの運転状態に応じて（具体的には、例えば、前記エンジンの運転状態が急激に高負荷状態となった場合）、前記第２制御弁に前記第２の動作を行わせる（開弁させる）。

かかる構成によれば、前記エンジンの冷間始動時や、前記エンジンの暖機運転中等、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度より低温である場合であっても、当該エンジンの運転状態に応じて前記制御部が適宜前記第２制御弁を開弁させることで、当該運転状態に応じたより適切な前記冷却媒体の循環状態の制御が行われ得る。例えば、前記エンジンの暖機運転中に、運転状態が急激に高負荷状態となった場合であっても、前記エンジンの摺動部の過熱が防止される。

・前記制御部が、以下のように動作するように構成されていてもよい：当該制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度以上になるまで前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせない（開弁させない）。

かかる構成によれば、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上であっても、前記エンジンの運転状態に応じて（具体的には、例えば、冷間始動後の暖機運転中）、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度以上になるまで前記第１制御弁が前記第１の動作を行わない（開弁しない）。これにより、当該運転状態に応じたより適切な前記冷却媒体の循環状態の制御が行われ得る。例えば、より急速な暖機が行われ得る。

・前記循環装置が、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）と前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）とを連通させる連通路をさらに備えていてもよい。具体的には、前記連通路は、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）を経た前記冷却媒体を前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）に導入し得るように構成されている。

かかる構成によれば、前記冷却媒体送出部から前記シリンダブロックに向けて送出され、当該シリンダブロック（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）を経た前記冷却媒体が、前記連通路を介して、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）に導入され得る。よって、前記シリンダヘッド（前記シリンダヘッド内冷却媒体通路）に前記冷却媒体を供給する冷却媒体通路、及び前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）に前記冷却媒体を供給する冷却媒体通路が、簡略な構成で実現され得る。

また、前記シリンダブロックにて熱を吸収した前記冷却媒体が前記シリンダブロックに供給され得る。よって、冷間始動時における暖機性能が向上する。

・前記循環装置が、ＥＧＲクーラと、ＥＧＲ製脚制御部と、をさらに備えていてもよい。

前記ＥＧＲクーラは、前記エンジンの排気通路から吸気通路へガスを導入し得るように構成されたＥＧＲ通路に介装されている。このＥＧＲクーラは、前記ＥＧＲ通路を通過する前記ガス（ＥＧＲガス）と前記冷却媒体との熱交換によって、当該ガスを冷却し得るように構成されている。

前記ＥＧＲ冷却制御部は、前記ＥＧＲクーラへの前記冷却媒体の供給状態を制御し得るように構成されている。

かかる構成において、前記制御部は、前記ＥＧＲ通路を介しての排気ガス再循環（ＥＧＲ）の実施状況に応じて、前記第１制御弁、前記第２制御弁、及び前記ＥＧＲ冷却制御部の動作を制御する。

特に、前記ＥＧＲ冷却制御部によって、前記ＥＧＲクーラに前記冷却媒体が流されることで、当該冷却媒体と前記ＥＧＲガスとの熱交換が生じる。これにより、前記ＥＧＲガスが冷却される。ここで、例えば、当該ＥＧＲガスの温度が低温である場合には、当該ＥＧＲガスの過度の冷却によるＨＣの発生を抑制するために、前記ＥＧＲ冷却制御部は、前記ＥＧＲクーラにおける前記冷却媒体の流れを遮断し、当該ＥＧＲクーラによる前記ＥＧＲガスの冷却を制限する。

かかる構成によれば、前記排気ガス再循環の実施状況に応じて、前記冷却媒体の循環状態が適切に制御され得る。

・前記循環装置が、シリンダヘッド供給通路と、ＥＧＲクーラ供給通路と、をさらに備えていて、前記ＥＧＲ冷却制御部が、前記ＥＧＲクーラ供給通路に介装された弁機構から構成されていてもよい。

前記シリンダヘッド供給通路は、前記シリンダヘッドへの前記冷却媒体の供給通路を構成するものであって、具体的には、前記冷却媒体送出部と前記シリンダヘッドとを接続するように設けられている。

前記ＥＧＲクーラ供給通路は、前記シリンダヘッド供給通路から分岐して前記ＥＧＲクーラに前記冷却媒体を供給し得るように構成されている。

すなわち、かかる構成においては、前記ＥＧＲクーラに前記冷却媒体を供給するための前記ＥＧＲクーラ供給通路が、前記シリンダヘッド供給通路における、前記シリンダヘッドよりも前記冷却媒体の流動方向における手前側から分岐している。

かかる構成においては、前記ＥＧＲ冷却制御部を構成する前記弁機構が開弁されることによって、前記ＥＧＲクーラ供給通路が開通される。すると、前記シリンダヘッド供給通路を流れる前記冷却媒体の一部が、前記シリンダヘッドの手前から分岐されて、前記ＥＧＲクーラに流される。これにより、当該冷却媒体と前記ＥＧＲガスとの熱交換が生じ、前記ＥＧＲガスが冷却される。ここで、例えば、当該ＥＧＲガスの温度が低温である場合には、当該ＥＧＲガスの過度の冷却によるＨＣの発生を抑制するために、前記弁機構が閉弁される。これにより、前記ＥＧＲクーラにおける前記冷却媒体の流れが遮断され、当該ＥＧＲクーラによる前記ＥＧＲガスの冷却が制限される。

かかる構成によれば、前記シリンダヘッドにて発生した熱を吸収する前の、（前記ラジエータによって外気との熱交換により冷却された）比較的低温の前記冷却媒体が、前記ＥＧＲクーラに供給される。よって、前記ＥＧＲクーラが効果的に冷却される。また、前記ＥＧＲ冷却制御部を構成する前記弁機構の開放・閉鎖状態を制御することで、エンジンの運転状態に応じて、前記ＥＧＲクーラにおける冷却状態が容易に制御され得る。

・前記制御部が、以下のように動作するように構成されていてもよい：当該制御部は、前記冷却媒体の温度が第１基準温度以上となった場合に、前記第１制御弁に第１の動作を行わせることで、前記シリンダヘッド内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定する。また、当該制御部は、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上となった場合に、前記第２制御弁に第２の動作を行わせることで、前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定する。さらに、当該制御部は、ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上であっても、前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせない。ここで、前記ＤＰＦ再生処理とは、排気中の微粒子を捕集し得るように構成されたパティキュレートフィルタにて捕集された微粒子を酸化することで、当該パティキュレートフィルタを再生するための処理である。

かかる構成において、前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上であっても、前記第１制御弁は前記第１の動作を行わない（開弁しない）。これにより、前記シリンダヘッド内の前記冷却媒体の昇温の抑制動作が行われないように、前記冷却媒体の循環状態が設定される。したがって、前記シリンダヘッドの冷却状態が緩和され、当該シリンダヘッドを通過する排気ガスに対する冷却が抑制される。

かかる構成によれば、暖機運転中であっても、前記ＤＰＦ再生処理の必要性が生じた場合に、より高温の排気ガスを前記パティキュレートフィルタに送り込むことができる。したがって、ＤＰＦ再生処理がより効率的に行われ得る。

・前記制御部が、以下のように動作するように構成されていてもよい：当該制御部は、前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、当該ＤＰＦ再生処理が行われていない場合よりも、前記第２基準温度を上昇させる。

かかる構成においては、前記ＤＰＦ再生処理中に、前記第２基準温度、すなわち、前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温を抑制するための前記第２制御弁における前記第２の動作の開始温度が上昇する。これにより、当該循環装置全体に亘って、前記冷却媒体の温度が高めに設定され、当該循環装置全体の温度が昇温する。すなわち、前記ＤＰＦ再生処理中に前記シリンダヘッドが昇温する。よって、当該シリンダヘッドを通過する排気ガスに対する冷却が抑制され、より高温の排気ガスが前記パティキュレートフィルタに送り込まれる。したがって、ＤＰＦ再生処理がより効率的に行われ得る。

・前記制御部が、以下のように動作するように構成されていてもよい：当該制御部は、前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体送出部を停止させる。

かかる構成においては、前記ＤＰＦ再生処理中に、前記冷却媒体送出部が停止することで、当該循環装置全体の温度が昇温し、前記シリンダヘッドが昇温する。これにより、当該シリンダヘッドを通過する排気ガスに対する冷却が抑制され、より高温の排気ガスが前記パティキュレートフィルタに送り込まれる。したがって、ＤＰＦ再生処理がより効率的に行われ得る。

・前記循環装置が、高温クーラント収容状態設定部をさらに備えていてもよい。この高温クーラント収容状態設定部は、冷間始動の際に、昇温された前記冷却媒体を前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内に収容させ得るように構成されている。

ここで、「昇温された」前記冷却媒体とは、通常の冷間始動の際の前記冷却媒体の温度（略外気温程度）よりも高い温度に設定された前記冷却媒体をいうものとする。例えば、前回の前記エンジンの定常運転中（暖機運転終了後）に充分高温になった後に断熱状態で貯留された前記冷却媒体が該当し得る。あるいは、ヒータや潜熱蓄熱装置等の所定の加熱手段によって加熱された前記冷却媒体が該当し得る。

具体的には、例えば、前記高温クーラント収容状態設定部は、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内に収容された潜熱蓄熱装置から構成され得る。この潜熱蓄熱装置は、潜熱蓄熱材と、蓄熱材容器と、発核装置と、から構成されている。

前記潜熱蓄熱材は、過冷却状態にて潜熱を保持し得るとともに、当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出し得る物質である。この潜熱蓄熱材としては、例えば、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ₃ＣＯＯＮa・３Ｈ₂Ｏ）、シュウ酸、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、硫酸ニッケル、硫酸マグネシウム、硫酸銅、硫酸亜鉛、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、及びこれらの水和物や、ナフタレン、パルミチン酸、安息香酸、高純度パラフィン等、及びこれらの混合物等が用いられ得る。

前記蓄熱材容器は、前記潜熱蓄熱材を液密的に収容する容器であって、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内に収容されている。

前記発核装置は、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除し得るように構成されている。具体的には、この発核装置は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に対して、始動時に何らかの刺激を与えることで、当該過冷却状態が解除された微小な固相の核を生成させ得るように構成されている。この微小な固相の核が生成されることで、その周囲に存在する前記潜熱蓄熱材の過冷却状態が順次解除されるようになっている。

あるいは、例えば、前記高温クーラント収容状態設定部は、前記定常運転中の高温の前記冷却媒体を蓄熱状態（断熱状態）で貯留可能な蓄熱タンクと、その蓄熱タンク内に貯留された前記冷却媒体を前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）に供給する（始動時に前記シリンダブロック内に収容されていた前記冷却媒体と前記蓄熱タンク内の前記冷却媒体とを置換する）ように構成された高温クーラント供給部とから構成され得る。この高温クーラント供給部は、前記蓄熱タンクと前記シリンダブロックとを連結する連結管と、その連結管に介装されたクーラント置換ポンプとから構成され得る。なお、前記蓄熱タンク内には、ヒータが備えられ得る。

かかる構成によれば、特に、前記第２制御弁における前記所定の動作（前記第２の動作）が禁止されて、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）が前記冷却媒体の循環経路から孤立させられている状態で、前記シリンダブロック（前記シリンダブロック内冷却媒体通路）内の前記冷却媒体のみを、高温状態に設定することができる。これにより、昇温された前記冷却媒体が前記シリンダヘッド等に流出することが効果的に抑制されつつ、前記シリンダブロックが効率的に昇温される。したがって、暖機運転がより効率的に行われ得る。

以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。

＜エンジンの概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るエンジン１００の概略構成図である。本エンジン１００は、ディーゼルエンジンであって、エンジンブロック１１０と、潜熱蓄熱装置１２０と、吸気系統１３０と、排気系統１４０と、コモンレール式燃料噴射装置１５０と、ＥＧＲ系統１６０と、冷却水循環システム１７０と、制御部１９０と、を備えている。

＜＜エンジンブロックの構成＞＞
エンジンブロック１１０は、シリンダヘッド１１１と、シリンダブロック１１２とからなる。

シリンダヘッド１１１内には、冷却水の通路であるシリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａが形成されている。このシリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａを冷却水が通過することで、当該冷却水とシリンダヘッド１１１との熱交換によって当該シリンダヘッド１１１が冷却され得るようになっている。

また、シリンダヘッド１１１内には、エンジン１００の吸気通路を構成する吸気ポート１１１ｂと、エンジン１００の排気通路を構成する排気ポート１１１ｃとが形成されている。吸気ポート１１１ｂは、エンジン１００の吸気通路を構成する、吸気系統１３０における吸気管１３１と接続されている。排気ポート１１１ｃは、エンジン１００の排気通路を構成する、排気系統１４０における排気管１４１と接続されている。

シリンダブロック１１２内には、シリンダボア１１２ａが形成されている。このシリンダボア１１２ａには、ピストン１１３が図中上下方向に往復移動可能に収容されている。このシリンダボア１１２ａを囲むように、シリンダブロック１１２内には、冷却水の通路であるシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂが形成されている。このシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂを冷却水が通過することで、当該冷却水とシリンダブロック１１２との熱交換によって当該シリンダブロック１１２が冷却され得るようになっている。

シリンダヘッド１１１とシリンダブロック１１２との接合部には、ブロック間連通路１１０ａが形成されている。このブロック間連通路１１０ａは、シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａとシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂとを接続するように形成されている。すなわち、ブロック間連通路１１０ａは、シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａからシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂへ冷却水を流出させ得るように形成されている。

シリンダブロック１１２には、潜熱蓄熱装置１２０が備えられている。この潜熱蓄熱装置１２０は、冷間始動時にシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂ内に貯留されている冷却水を急速に昇温させ得るように構成されている。

具体的には、潜熱蓄熱装置１２０は、潜熱蓄熱材容器１２１と、発核装置１２２とから構成されている。潜熱蓄熱材容器１２１は、過冷却状態にて潜熱を保持し得るとともに、当該過冷却状態が解除されることで前記潜熱を放出し得る物質である潜熱蓄熱材を、液密的に収容し得るように構成されている。発核装置１２２は、過冷却状態の前記潜熱蓄熱材に対して何らかの刺激を与えて、当該過冷却状態が解除された微小な固相の核を生成させることで、前記潜熱蓄熱材の過冷却状態を解除し得るように構成されている。この潜熱蓄熱材容器１２１及び発核装置１２２の詳細な構成については後述する。

＜＜吸気系統の構成＞＞
吸気ポート１１１ｂよりも、吸入空気の流動方向における上流側の、吸気管１３１には、各気筒間における吸気干渉を抑制し、かつ吸気の脈動を抑制し得るように所定の体積を有するサージタンク１３２が介装されている。サージタンク１３２のさらに上流側には、スロットルバルブ１３３が介装されている。スロットルバルブ１３３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ１３３ａによって開度が変更され得るように構成されている。このスロットルバルブ１３３の開度は、スロットルポジションセンサ１３３ｂによって検出されるようになっている。スロットルバルブ１３３のさらに上流側には、吸気温度センサ１３４が介装されている。

＜＜排気系統の構成＞＞
吸気管１３１及び排気管１４１は、ターボチャージャー１４２と接続されている。このターボチャージャー１４２よりも、排気ガスの流動方向における下流側の排気管１４１には、触媒装置１４３が介装されている。

触媒装置１４３には、排気中の微粒子（パティキュレート）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）として機能し得るとともに、ＮＯｘとを同時に処理し得る触媒としても機能し得るＤＰＦ触媒（ＤＰＮＲ触媒：ＤＰＮＲは本出願人が権利者である登録商標であって、Diesel Particulate−ＮＯｘ Reduction system の略でもある。）１４３ａが収容されている。すなわち、このＤＰＦ触媒１４３ａは、排気ガスの空燃比がリーンである場合、ＮＯｘを硝酸塩に変化させることで吸蔵し、このとき放出される活性酸素及び排気ガス中の酸素によってパティキュレートを酸化するように構成されている。また、ＤＰＦ触媒１４３ａは、排気ガスの空燃比がリッチである場合、吸蔵されたＮＯｘがＮＯとしてリリースされ、このＮＯがＨＣ及びＣＯによって還元されることで、Ｎ₂と活性酸素とが発生し、このとき発生された活性酸素によってパティキュレートを酸化するように構成されている。

触媒装置１４３には、ＤＰＦ触媒１４３ａの床温を検知するための触媒床温センサ１４３ｂが設けられている。

触媒装置１４３よりも、排気ガスの流動方向における下流側の排気管１４１には、当該触媒装置１４３を経た排気ガスの酸素濃度を検知することで当該排気ガスの空燃比を検知し得るように構成された空燃比センサ１４４が介装されている。この空燃比センサ１４４としては、限界電流式又は起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが用いられ得る。

＜＜コモンレール式燃料噴射装置の構成＞＞
コモンレール式燃料噴射装置１５０は、燃料タンク１５１と、燃料吸入管１５２と、燃料供給ポンプ１５３と、コモンレール１５４と、燃料圧センサ１５５と、燃料供給管１５６と、燃焼室インジェクター１５７と、燃料供給分岐管１５８と、排気ポートインジェクター１５９とを備えている。

燃料タンク１５１には、燃料吸入管１５２の一端が挿入されている。この燃料吸入管１５２には、燃料供給ポンプ１５３が介装されている。この燃料供給ポンプ１５３は、燃料吸入管１５２の他端と接続されたコモンレール１５４に向けて燃料を高圧で供給（送出）し得るように構成されている。

コモンレール１５４は、その内部に容積一定の蓄圧室を有していて、燃料供給ポンプ１５３によって高圧状態で供給された燃料を当該蓄圧室内にて蓄え得るように構成されている。このコモンレール１５４には、蓄圧室内の燃料の圧力を検知するための燃料圧センサ１５５が装着されている。

コモンレール１５４からシリンダヘッド１１１に向かって、燃料供給管１５６が延びるように設けられている。この燃料供給管１５６の先端には、シリンダヘッド１１１内に収容された燃焼室インジェクター１５７が接続されている。この燃焼室インジェクター１５７は、シリンダヘッド１１１とシリンダボア１１２ａとピストン１１３の頂面とによって囲まれた空間である燃焼室内に燃料を噴射し得るように配置されている。また、燃料供給管１５６から分岐するように、燃料供給分岐管１５８が設けられている。この燃料供給分岐管１５８の先端には、排気ポートインジェクター１５９が接続されている。この排気ポートインジェクター１５９は、排気管１４１に装着されていて、排気ポート１１１ｃを介して燃焼室から排出された排気ガス中に燃料を噴射し得るように配置されている。

このコモンレール式燃料噴射装置１５０は、燃料供給ポンプ１５３で昇圧された燃料を、コモンレール１５４内に蓄積して均圧化させた後に、各気筒における燃焼室インジェクター１５７に供給することで、精度の高い燃料噴射が行われ得るように構成されている。

＜＜ＥＧＲ系統の構成＞＞
ＥＧＲ系統１６０は、ＥＧＲ通路１６１と、ＥＧＲクーラ１６２と、ＥＧＲ通路開閉制御弁１６３とを備えている。

ＥＧＲ通路１６１は、排気管１４１とサージタンク１３２とを接続するガス通路として設けられている。このＥＧＲ通路１６１は、排気ポート１１１ｃを介して燃焼室から排出された排気ガスの一部を、サージタンク１３２を介して吸気管１３１に導入し得るように構成されている。

ＥＧＲクーラ１６２は、ＥＧＲ通路１６１に介装されていて、ＥＧＲ通路１６１を通過するＥＧＲ（排気ガス再循環：exhaust gas recirculation）ガスを冷却し得るように構成されている。

ＥＧＲ通路１６１には、ＥＧＲ通路開閉制御弁１６３が介装されている。このＥＧＲ通路開閉制御弁１６３は、電磁弁機構から構成されていて、当該ＥＧＲ通路開閉制御弁１６３の開閉によって、ＥＧＲの実施の有無が制御され得るようになっている。

＜＜冷却水循環システムの構成＞＞
本実施形態の冷却水循環システム１７０は、シリンダヘッド１１１とシリンダブロック１１２とを備えたエンジン１００の冷却水を循環し得るように構成されている。具体的には、冷却水循環システム１７０は、冷却水送出ポンプ１７１と、ラジエータ１７２と、を備えている。また、冷却水循環システム１７０は、冷却水送出ポンプ１７１及びラジエータ１７２と、シリンダヘッド１１１、シリンダブロック１１２、及びＥＧＲクーラ１６２等の冷却対象とを接続する冷却水流路を構成する各種の部材を備えている。以下、本実施形態の冷却水循環システム１７０の詳細な構成について説明する。

シリンダブロック１１２の側方かつ下方における外壁部には、当該冷却水循環システム１７０内における冷却水の循環の流れを生じさせるための冷却水送出ポンプ１７１が装着されている。この冷却水送出ポンプ１７１は、単位時間あたりの流量が可変な電動ポンプから構成されている。ラジエータ１７２は、シリンダヘッド１１１及びシリンダブロック１１２を経た冷却水を外気との熱交換によって冷却し得るように構成されている。

冷却水送出ポンプ１７１の冷却水送出側は、ポンプ送出管１７３ａを介して、シリンダヘッド１１１に形成されたシリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａと接続されている。すなわち、冷却水送出ポンプ１７１は、ポンプ送出管１７３ａを介して、シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａ、及び当該シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａとブロック間連通路１１０ａを介して接続されたシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂに向けて、冷却水を送出（供給）し得るように構成されている。また、冷却水送出ポンプ１７１の冷却水吸入側には、ポンプ吸入管１７３ｂが接続されている。

シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａには、シリンダヘッド排出管１７４が接続されている。このシリンダヘッド排出管１７４は、シリンダヘッド１１１（シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａ）から排出されてラジエータ１７２に向かう冷却水の通路を構成する部材である。また、シリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂには、シリンダブロック排出管１７５が接続されている。このシリンダブロック排出管１７５は、シリンダブロック１１２（シリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂ）から排出されてラジエータ１７２に向かう冷却水の通路を構成する部材である。

ラジエータ１７２の冷却水流入側には、ラジエータ流入管１７６ａが接続されている。このラジエータ流入管１７６ａの、冷却水の流動方向における上流側の端部は、シリンダヘッド排出管１７４及びシリンダブロック排出管１７５と接続されている。このラジエータ流入管１７６ａは、シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａ及びシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂを経た冷却水をラジエータ１７２に流入させ得るように構成されている。

ラジエータ１７２の冷却水排出側には、ラジエータ排出管１７６ｂが接続されている。このラジエータ排出管１７６ｂの、冷却水の流動方向における下流側の端部は、ポンプ吸入管１７３ｂと接続されている。すなわち、このラジエータ排出管１７６ｂは、ラジエータ１７２と冷却水送出ポンプ１７１とを接続するように設けられていて、ラジエータ１７２によって冷却されて当該ラジエータ１７２から排出された冷却水を冷却水送出ポンプ１７１に送り得るように構成されている。

シリンダヘッド排出管１７４とラジエータ流入管１７６ａとの接続部よりも、冷却水の流動方向における上流側には、バイパス管１７７の一端部が接続されている。バイパス管１７７の他端部は、ポンプ吸入管１７３ｂと接続されている。すなわち、バイパス管１７７は、ラジエータ１７２をバイパスするように、シリンダヘッド排出管１７４とポンプ吸入管１７３ｂとを接続する部材である。

ポンプ送出管１７３から分岐するように、ＥＧＲクーラ供給管１７８ａが設けられている。このＥＧＲクーラ供給管１７８ａは、ＥＧＲクーラ１６２の冷却水流入側と接続されていて、ＥＧＲクーラ１６２を冷却するための冷却水を当該ＥＧＲクーラ１６２に供給し得るように構成されている。ＥＧＲクーラ１６２の冷却水排出側には、ＥＧＲクーラ排出管１７８ｂの一端部が接続されている。このＥＧＲクーラ排出管１７８ｂの他端部は、ポンプ吸入管１７３ｂにおける、ラジエータ排出管１７６ｂ及びバイパス管１７７との合流位置よりも下流側の部分と接続されている。

ポンプ吸入管１７３ｂにおける、ラジエータ排出管１７６ｂ及びバイパス管１７７との合流位置には、第１制御弁１７９ａが介装されている。第１制御弁１７９ａは、電磁弁からなり、バイパス管１７７及びラジエータ排出管１７６ｂと冷却水送出ポンプ１７１との連通状態を制御し得るように構成されている。すなわち、第１制御弁１７９ａは、冷却水送出ポンプ１７１の冷却水吸入側と、ラジエータ１７２又は当該ラジエータ１７２をバイパスするバイパス管１７７との連通状態を選択的に設定するように構成されている。

具体的には、本実施形態においては、第１制御弁１７９ａは、閉弁することで、ラジエータ１７２（ラジエータ排出管１７６ｂ）と冷却水送出ポンプ１７１との連通を遮断し、かつバイパス管１７７と冷却水送出ポンプ１７１とを連通させるように構成されている。また、この第１制御弁１７９ａは、開弁することで、ラジエータ１７２（ラジエータ排出管１７６ｂ）と冷却水送出ポンプ１７１とを連通させ、かつバイパス管１７７と冷却水送出ポンプ１７１との連通を遮断するように構成されている。

シリンダヘッド排出管１７４及びシリンダブロック排出管１７５とラジエータ流入管１７６ａとの合流位置には、第２制御弁１７９ｂが介装されている。この第２制御弁１７９ｂは、シリンダブロック排出管１７５とラジエータ流入管１７６ａとの連通状態を制御し得るように構成されている。すなわち、本実施形態においては、第２制御弁１７９ｂは、開弁することで、シリンダブロック１１２（シリンダブロック排出管１７５）とラジエータ１７２（ラジエータ流入管１７６ａ）とを連通させ、閉弁することで、シリンダブロック１１２とラジエータ１７２との連通を遮断するように構成されている。なお、本実施形態においては、シリンダヘッド排出管１７４とラジエータ１７２（ラジエータ流入管１７６ａ）とは、第２制御弁１７９ｂの動作状態にかかわらず、常時連通するようになっている。

ＥＧＲクーラ供給管１７８ａには、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃが介装されている。このＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃは、電磁弁からなり、ＥＧＲクーラ１６２への冷却水の供給状態を制御し得るように構成されている。

冷却水循環システム１７０には、冷却水温センサ１８１が介装されている。この冷却水温センサ１８１は、シリンダヘッド１１１（シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａ）を経た冷却水の温度に応じた出力信号を発生するように構成されている。

＜＜制御部の構成＞＞
制御部１９０は、第１制御弁１７９ａ、第２制御弁１７９ｂ、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃ等の動作を制御し得るように構成されている。具体的には、制御部１９０は、ＣＰＵ１９１と、ＲＯＭ１９２と、ＲＡＭ１９３と、バックアップＲＡＭ１９４と、インターフェース１９５とを備えている。これらは、互いにバス１９６で接続されている。

ＲＯＭ１９２には、ＣＰＵ１９１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及びパラメータ等が予め格納されている。ＲＡＭ１９３及びバックアップＲＡＭ１９４は、ＣＰＵ１９１がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納し得るように構成されている。バックアップＲＡＭ１９４は、電源が投入された状態でデータが格納されるとともに、この格納されたデータが電源遮断後も保持され得るように構成されている。

インターフェース１９５は、発核装置１２２、スロットルバルブアクチュエータ１３３ａ、スロットルポジションセンサ１３３ｂ、吸気温度センサ１３４、触媒床温センサ１４３ｂ、空燃比センサ１４４、燃料供給ポンプ１５３、燃料圧センサ１５５、燃焼室インジェクター１５７、排気ポートインジェクター１５９、ＥＧＲ通路開閉制御弁１６３、冷却水送出ポンプ１７１、第１制御弁１７９ａ、第２制御弁１７９ｂ、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃ、冷却水温センサ１８１等と電気的に接続されている。

上述の通りの構成を有する制御部１９０は、吸気温度センサ１３４、触媒床温センサ１４３ｂ、スロットルポジションセンサ１３３ｂ、及び冷却水温センサ１８１等の各種センサからの信号を、インターフェース１９５を介して受け取り、当該信号に応じたＣＰＵ１９１の演算結果に基づいて、第１制御弁１７９ａ、第２制御弁１７９ｂ、及びＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃ等の各種アクチュエータを作動させるための駆動信号を当該各種アクチュエータに向けて送出するように構成されている。

具体的には、制御部１９０は、冷却水温が所定の第１基準温度（７０℃）以上となった場合に、第１制御弁１７９ａを開弁させることで、ラジエータ１７２（ラジエータ排出管１７６ｂ）と冷却水送出ポンプ１７１とを連通させ、かつバイパス管１７７と冷却水送出ポンプ１７１との連通を遮断するように構成されている。また、制御部１９０は、冷却水温が所定の第２基準温度（８０℃）以上となった場合に、第２制御弁１７９ｂを開弁させることで、シリンダブロック１１２（シリンダブロック排出管１７５）とラジエータ１７２（ラジエータ流入管１７６ａ）とを連通させるように構成されている。さらに、制御部１９０は、エンジン１００の運転状態に応じて、冷却水温が前記第２基準温度より低温であっても、第２制御弁１７９ｂを開弁させるように構成されている。

また、制御部１９０は、エンジン１００の運転状態に応じて、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃの開閉状態を制御することで、ＥＧＲクーラ１６２への冷却水の供給を許可したり遮断したりし得るように構成されている。例えば、暖機運転中にＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃを閉弁し、暖機運転の終了後にＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃを開弁するように、当該制御部１９０が構成されている。また、暖機運転中であっても、エンジン負荷が高い場合等、必要に応じてＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃを開弁するように、当該制御部１９０が構成されている。

＜潜熱蓄熱装置の構成＞
図２は、図１に示されている潜熱蓄熱装置１２０に備えられた、潜熱蓄熱材容器１２１の具体的な構成を説明するための斜視図である。また、図３は、図１に示されている潜熱蓄熱装置１２０に備えられた、発核装置１２２の具体的な構成を説明するための側断面図である。なお、図３（Ａ）には、発核装置１２２の非作動状態が示されていて、図３（Ｂ）には、発核装置１２２の作動状態が示されているものとする。

＜＜潜熱蓄熱材容器の構成＞＞
図２を参照すると、潜熱蓄熱材容器１２１は、アルミニウム製の細い棒状部材からなる骨格１２１ａと、その骨格１２１ａに支持されたバッグ１２１ｂと、そのバッグ１２１ｂの上方及び下方の端から延びるように設けられた上下スペーサー１２１ｃと、バッグ１２１ｂの外側面から外側に延びるように設けられた側方スペーサー１２１ｄとから構成されている。

骨格１２１ａは、第１骨格１２１ａ１と、第２骨格１２１ａ２と、第３骨格１２１ａ３とから構成されている。第１骨格１２１ａ１は、平面視にて略瓢箪形状（同一径の複数の円を互いに連結させつつ所定方向に配列した形状）に形成されている。第２骨格１２１ａ２は、第１骨格１２１ａ１の内側に配置されていて、当該第１骨格１２１ａ１と同様の形状に形成されている。一対の第１骨格１２１ａ１及び第２骨格１２１ａ２は、同一平面内に位置するように配置されていて、両者の間隔が略等しくなるように形成されている。第３骨格１２１ａ３は、真っ直ぐな棒状に形成されている。そして、複数対の第１骨格１２１ａ１及び第２骨格１２１ａ２を上下方向に配列し、すべての第１骨格１２１ａ１を上下方向に複数の第３骨格１２１ａ３で接続し、すべての第２骨格１２１ａ２を上下方向に複数の第３骨格１２１ａ３で接続することにより、骨格１２１ａが形成されている。

バッグ１２１ｂ内には、潜熱蓄熱材が収容されている。本実施形態における潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ₃ＣＯＯＮa・３Ｈ₂Ｏ：融点５８℃）からなる。この潜熱蓄熱材は、暖機運転終了時点の冷却水温（例えば８０℃程度）よりも低い融点を有する物質である。また、この潜熱蓄熱材は、当該融点を超える温度に加熱されることで液相（ゲル相）となった後、融点以下の温度（マイナス２０℃〜マイナス３０℃程度まで）に冷却されても固相に相変化を起こさず潜熱を保持したまま液相（ゲル相）の状態を保つ特性（すなわち過冷却性）を有し、融点以下の温度にて外部からの刺激により過冷却状態が解除されることで潜熱を放出し得る物質である。

バッグ１２１ｂは、潜熱蓄熱材の濡れ性が悪いフッ素系の合成樹脂から構成されている。このバッグ１２１ｂを構成する合成樹脂の厚さは、可撓性を示す３０〜４０μｍ程度に形成されている。かかる構成のバッグ１２１ｂは、骨格１２１ａの内側の空間内にて、当該骨格１２１ａによって溶着等により支持されている。また、バッグ１２１ｂの側面には、外側に向けて略水平に突出するように、突出部１２１ｂ１が形成されている。この突出部１２１ｂ１は、後述する発核装置１２２と接続されている。

上下スペーサー１２１ｃは、バッグ１２１ｂの上端面及び下端面に溶着されている。側方スペーサー１２１ｄは、バッグ１２１ｂの側面に溶着されている。これらの上下スペーサー１２１ｃ及び側方スペーサー１２１ｄによって、図１に示されているように、潜熱蓄熱材容器１２１の外壁面（外側面及び底面）とシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂの内壁面（内側面及び底面）との間に冷却水が通過可能な間隙が形成されるようになっている。

＜＜発核装置の構成＞＞
図３を参照すると、発核装置１２２は、潜熱蓄熱材ＬＭに対して機械的な衝撃を与えることによって、当該潜熱蓄熱材ＬＭの微小領域にて過冷却状態を解除して、微小な固相の核を生成させる（発核させる）ことで、当該潜熱蓄熱材ＬＭから潜熱を取り出し得るように、以下の通りに構成されている。

本実施形態における発核装置１２２は、シリンダブロック１１２の側面に設けられていて、上述の突出部１２１ｂ１と接続されている。この発核装置１２２における発核動作を行う部分は、シリンダブロック１１２の側面に着接された発核装置カバー１２２ａによって覆われている。

突出部１２１ｂ１の先端部には、厚さが数ｍｍ程度の平板状の封止部１２１ｂ２が設けられている。この封止部１２１ｂ２には、略円筒形状の貫通孔１２１ｂ３が形成されている。この貫通孔１２１ｂ３を貫通するように、バネ鋼からなる発核針１２２ｂが配置されている。

発核針１２２ｂは、略円錐形状に形成された先端部１２２ｂ１を除いて、一定の太さを有する略円柱形状に形成されている。この発核針１２２ｂは、図３（Ｂ）に示されているように、突出部１２１ｂ１内の潜熱蓄熱材ＬＭ内に挿入されて当該潜熱蓄熱材ＬＭと接触することで、当該接触した過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭを発核させ得るように構成されている。

封止部１２１ｂ２における、貫通孔１２１ｂ３の円筒面に面するように、Ｏリング溝１２１ｂ４が形成されている。このＯリング溝１２１ｂ４には、Ｏリング１２２ｃが収容されている。Ｏリング１２２ｃには、発核針１２２ｂが常時挿通されている。このＯリング１２２ｃは、発核針１２２ｂの側面と液密的に接触しつつ、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されているように、発核針１２２ｂと図中左右方向に相対移動し得るように構成されている。すなわち、発核針１２２ｂが、図３（ａ）に示されている第１の位置と、図３（ｂ）に示されている第２の位置との間で移動する際に、当該発核針１２２ｂの側面とＯリング１２２ｃとが常時液密的に接触し得るようになっている。

発核針１２２ｂは、平板状の支持板１２２ｄによって支持されている。具体的には、発核針１２２ｂにおける先端部１２２ｂ１と反対側の基端部１２２ｂ２が、支持板１２２ｄに固着されている。この支持板１２２ｄは、１．５ｍｍ程度の厚さの鋼板からなり、図中上下方向に撓まないように（実質的に剛体となるように）構成されている。また、支持板１２２ｄは、封止部１２１ｂ２と対向するように、当該封止部１２１ｂ２と平行に配置されている。

封止部１２１ｂ２と支持板１２２ｄとの間には、コイルスプリング１２２ｅが、発核針１２２ｂの周囲を囲むように配置されている。このコイルスプリング１２２ｅは、発核針１２２ｂにおける先端部１２２ｂ１側から基端部１２２ｂ２側に向かって支持板１２２ｄを弾性的に付勢するように構成されている。

突出部１２１ｂ１、封止部１２１ｂ２、発核針１２２ｂ、支持板１２２ｄ、及びコイルスプリング１２２ｅは、合成樹脂製の薄板（フィルム）からなるカバー部材１２２ｆによって覆われている。このカバー部材１２２ｆは、伸縮部１２２ｆ１を備えている。この伸縮部１２２ｆ１は、折り目を有するベローズ（蛇腹）状ないしアコーディオン状に形成されていて、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されているように、当該折り目にしたがって図中左右方向（コイルスプリング１２２ｅによる支持板１２２ｄ及び発核針１２２ｂの付勢方向）に沿って伸縮自在に構成されている。

コイルスプリング１２２ｅによる付勢方向先には、ソレノイド１２２ｇが配置されている。このソレノイド１２２ｇは、発核装置カバー１２２ａによって支持されている。ソレノイド１２２ｇは、通電されることで、図３（Ｂ）に示されているように可動鉄芯シャフト１２２ｇ１が突出し得るように構成されている。支持板１２２ｄがコイルスプリング１２２ｅによって図中右方向に付勢されることで、可動鉄芯シャフト１２２ｇ１がカバー部材１２２ｆを挟んで支持板１２２ｄに常時当接するように、ソレノイド１２２ｇが配置されている。

＜実施形態の冷却水循環システムの動作＞
次に、上述のような、ブロック間連通路１１０ａ、シリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａ、及びシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂを備えたエンジンブロック１１０と、冷却水循環システム１７０と、制御部１９０とを備えた、本実施形態の循環装置の動作について説明する。

図４ないし図６は、本実施形態の循環装置に係るエンジンブロック１１０、ＥＧＲクーラ１６２、及び冷却水循環システム１７０における、冷却水の流動状態を示すための概略図である。

（Ａ）まず、暖機運転中であって、冷却水温が前記第１基準温度よりも低い場合、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂが閉弁される。これにより、シリンダヘッド排出管１７４からバイパス管１７７を介して（ラジエータ１７２をバイパスして）、冷却水送出ポンプ１７１に達するバイパス流路が形成される。また、シリンダブロック排出管１７５とラジエータ流入管１７６ａとの連通が遮断される。これにより、図４において矢印で示されているような、冷却水の流れが形成される。

すなわち、冷却水が、冷却水送出ポンプ１７１からポンプ送出管１７３ａに向けて送出される。このポンプ送出管１７３ａに向けて送出された冷却水は、シリンダヘッド１１１（図２におけるシリンダヘッド内ウォータージャケット１１１ａ）に流入する。シリンダヘッド１１１に流入した冷却水は、当該シリンダヘッド１１１を冷却した後、シリンダヘッド排出管１７４に排出される。

このとき、第２制御弁１７９ｂが閉弁しているので、バイパス管１７７と冷却水送出ポンプ１７１とが連通する一方、ラジエータ排出管１７６ｂと冷却水送出ポンプ１７１との連通が遮断されている。よって、シリンダヘッド１１１からシリンダヘッド排出管１７４に排出された冷却水は、ラジエータ流入管１７６ａ、ラジエータ１７２、及びラジエータ排出管１７６ｂを通る流路ではなく、バイパス管１７７を通る流路を介して、冷却水送出ポンプ１７１に還流する。

また、第２制御弁１７９ｂが閉弁していることにより、シリンダブロック排出管１７５における冷却水の流れ、すなわち、シリンダブロック１１２から排出される冷却水の流れが、遮断されている。よって、当該シリンダブロック１１２内（図１におけるシリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂ内）には、冷却水が滞留している。これにより、シリンダブロック１１２における速やかな昇温が達成される。すなわち、速やかな暖機運転の進行が達成される。よって、当該シリンダブロック１１２におけるフリクションが早期に低減される。

ここで、図１を参照すると、冷間始動の際の始動直後において、発核装置１２２が作動することで、潜熱蓄熱材容器１２１に収容されている潜熱蓄熱材から潜熱が放出される。この潜熱は、シリンダブロック１１２（シリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂ）内に滞留している冷却水に伝熱される。これにより、当該滞留している冷却水が急速に昇温される。この昇温された冷却水は、当該シリンダブロック１１２（シリンダブロック内ウォータージャケット１１２ｂ）からほとんど流出せずに、当該シリンダブロック１１２内に引き続き滞留している。よって、シリンダブロック１１２の暖機がより効率的に行われ、シリンダボア１１２ａとピストン１１３との摺動部等におけるフリクションロスが減少し、燃費が向上する。

この発核装置１２２の作動（発核動作）は、以下の通り行われる。ＣＰＵ１９１により、発核装置１２２の動作指令信号が出力されると、ソレノイド１２２ｇ（図３参照）が通電される。これにより、図３（Ｂ）に示されているように、ソレノイド１２２ｇにおける可動鉄芯シャフト１２２ｇ１が突出する。これにより、発核針１２２ｂが、Ｏリング１２２ｃと摺動しつつ、潜熱蓄熱材ＬＭ内に挿入される。このＯリング１２２ｃと摺動した発核針１２２ｂの表面は、潜熱蓄熱材ＬＭによる濡れが生じていない新鮮なバネ鋼の表面である。この新鮮面が、過冷却状態の潜熱蓄熱材ＬＭと接触することで、当該新鮮面と新たに接触した潜熱蓄熱材ＬＭの微小部分にて、過冷却状態が解除され、微小な固相の核が生成される。この微小な固相の核が生成されることで、その周囲の潜熱蓄熱材ＬＭの過冷却状態が、連鎖反応的に順次解除される。このようにして、潜熱蓄熱材ＬＭの全体に亘って過冷却状態の解除がなされ、当該潜熱蓄熱材ＬＭから潜熱が放出される。

上述の発核動作が終了すると、ソレノイド１２２ｇに対する通電がすみやかに終了され、ソレノイド１２２ｇにおける可動鉄芯シャフト１２２ｇ１の突出が解除される。これにより、図３（Ａ）に示されているように、コイルスプリング１２２ｅの付勢によって、発核針１２２ｂが退避する。

再び図４を参照すると、当該冷却水温においては、通常は、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃは閉弁されている。よって、この場合、ＥＧＲクーラ１６２への冷却水の供給は停止される。もっとも、エンジン負荷が高い場合等、必要に応じて、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃが開放されることで、ＥＧＲクーラ１６２とシリンダヘッド１１１との間の冷却水の交流が行われる（図中破線で描かれた矢印参照）。

（Ｂ）次に、冷却水温が前記第１基準温度以上であって、前記第２基準温度よりも低い場合、第１制御弁１７９ａのみが開弁される。これにより、バイパス管１７７と冷却水送出ポンプ１７１とを連通させるバイパス流路が遮断される。これにより、図５において矢印で示されているような、冷却水の流れが形成される。

すなわち、シリンダヘッド１１１からシリンダヘッド排出管１７４に排出された冷却水は、ラジエータ流入管１７６ａ、ラジエータ１７２、及びラジエータ排出管１７６ｂを通る流路を介して、冷却水送出ポンプ１７１に還流する。これにより、ラジエータ１７２で外気との熱交換によって冷却された冷却水が、冷却水送出ポンプ１７１に供給される。

ここで、上述の（Ａ）の場合と同様に、当該冷却水温においても暖機運転中であるので、通常は、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃは閉鎖され、必要に応じて、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃが開放される（図中破線で描かれた矢印参照）。

（Ｃ）次に、冷却水温が前記第２基準温度以上である場合、第２制御弁１７９ｂも開弁する（暖機運転終了）。これにより、シリンダブロック排出管１７５とラジエータ流入管１７６ａとが連通され、図６において矢印で示されているような、冷却水の流れが形成される。

すなわち、冷却水送出ポンプ１７１からポンプ送出管１７３ａを介してシリンダヘッド１１１に流入した冷却水は、当該シリンダヘッド１１１を冷却した後、その一部がブロック間連通路１１０ａ（図１参照）を介して、シリンダブロック１１２に流入する。シリンダヘッド１１１に流入した冷却水のうちの、シリンダブロック１１２に流入した残りの部分は、シリンダヘッド排出管１７４に排出され、ラジエータ１７２で冷却された後に冷却水送出ポンプ１７１に還流する。

また、シリンダブロック１１２に流入した冷却水は、当該シリンダブロック１１２を冷却した後、シリンダブロック排出管１７５に排出され、ラジエータ１７２で冷却された後に冷却水送出ポンプ１７１に還流する。

ここで、当該冷却水温においては、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃが開放される。よって、この場合、ＥＧＲクーラ１６２への冷却水の供給が行われる。これにより、ＥＧＲクーラ１６２が冷却される。

（Ｄ）なお、上述の（Ａ）及び（Ｂ）の条件下であっても、エンジン負荷が急激に高くなった場合、上述の（Ｃ）と同様に、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂが開弁され、シリンダヘッド１１１及びシリンダブロック１１２内の冷却水がラジエータ１７２に導入される（図６参照）。

（Ｅ）また、上述の（Ｂ）の条件下であっても、冷間始動時（特に始動時の外気温が極低温である場合）においては、冷却水温が前記第２基準温度に達するまで、上述の（Ａ）と同様に、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂを閉弁させる（図４参照）。これにより、暖機がより促進される。

（Ｆ）さらに、上述の（Ｃ）の条件下、すなわち、暖機運転終了後であっても、エンジン１００においてＤＰＦ再生処理が行われる場合、第１制御弁１７９ａが閉弁される。この場合、上述の（Ａ）の場合と同様に、シリンダヘッド１１１を経た冷却水が、ラジエータ１７２によって冷却されることなく、冷却水送出ポンプ１７１に還流する。これにより、シリンダヘッド１１１が昇温され、以て排気ガスの温度が上昇し、ＤＰＦ触媒１４３ａの再生処理が効率的に行われる。

なお、この場合、ＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃが開弁されていると、ＥＧＲクーラ１６２への冷却水の導入が継続される。この場合、ＥＧＲ通路１６１に導入された、昇温したＥＧＲガスと、ＥＧＲクーラ１６２に導入された冷却水との熱交換が生じる。これにより、ＮＯｘ低減効果が充分奏され得る程度に、ＥＧＲガスが冷却される。また、ＥＧＲクーラ１６２における、ＥＧＲガスから冷却水への伝熱によって、当該冷却水がさらに昇温することで、シリンダヘッド１１１の昇温が促進される。したがって、ＮＯｘ低減のための排気ガス再循環（ＥＧＲ）を不都合なく実施しつつ、ＤＰＦ触媒１４３ａの再生処理（ＤＰＦ再生処理）を効率的に行うことができる。

＜＜制御部による制御の具体例＞＞
次に、図１に示されている制御部１９０にて実行される処理の具体例について、図１に示された各部材の符号を参照しつつ、図７ないし図９のフローチャートを用いて説明する。

図７及び図９は、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂの制御ルーチンである。本実施形態においては、所定時間毎に、エンジン１００の運転状態に応じて、図７ないし図９の制御ルーチンのうちのいずれかが、選択的に起動・実行される。

図７における通常運転時の弁制御ルーチン７００が起動されると、ステップ７０５にて、今回のルーチン起動がエンジン始動後の初回であるか否かが判定される。今回のルーチン起動がエンジン始動後の初回である場合（ステップ７０５＝Ｙｅｓ）、ステップ７１０にて、冷却水温センサ１８１の出力に基づき、初期冷却水温Ｔw0が取得される。一旦初期冷却水温Ｔw0が取得された後は、ステップ７１０はスキップされる（ステップ７０５＝Ｎｏ）。

続くステップ７１５において、冷却水温センサ１８１の出力に基づき、現在の冷却水温Ｔｗが取得される。

続くステップ７２０においては、初期冷却水温Ｔw0と所定温度ＴＬとの大小関係が判定されることで、今回の始動が冷間始動であるか否かが判定される。

今回の始動が冷間始動でなく、通常の始動条件である場合（Ｔw0≧ＴＬ、すなわちステップ７２０＝Ｙｅｓ）、ステップ７２５にて、現在の冷却水温Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上であるか否かが判定される。現在の冷却水温Ｔｗが第１基準温度Ｔ１以上である場合（ステップ７２５＝Ｙｅｓ）、ステップ７３０にて第１制御弁１７９ａが開弁され、処理がステップ７３５に進む。現在の冷却水温Ｔｗが第１基準温度Ｔ１より低温である場合（ステップ７２５＝Ｎｏ）、ステップ７３０以下がスキップされ、処理がステップ７９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。ステップ７３５においては、現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２以上であるか否かが判定される。現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２以上である場合（ステップ７３５＝Ｙｅｓ）、ステップ７４０にて第２制御弁１７９ｂが開弁され、その後、ステップ７９５にて、本ルーチンが一旦終了される。現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２より低温である場合（ステップ７３５＝Ｎｏ）、ステップ７４０がスキップされ、処理がステップ７９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。

今回の始動が冷間始動である場合（Ｔw0＜ＴＬ、すなわちステップ７２０＝Ｎｏ）、処理がステップ７４５に進んで、現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２以上であるか否かが判定される。現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２以上である場合（ステップ７４５＝Ｙｅｓ）、ステップ７５０にて第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂが開弁され、その後、ステップ７９５にて、本ルーチンが一旦終了される。現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２より低温である場合（ステップ７４５＝Ｎｏ）、ステップ７５０がスキップされ、処理がステップ７９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。

高負荷運転時においては、図８における高負荷時の弁制御ルーチン８００が起動される。この場合、ステップ８１０にて、第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂが開弁され、その後、ステップ８９５にて、本ルーチンが一旦終了される。

ＤＰＦ再生処理時においては、図９における触媒再生時の弁制御ルーチン９００が起動される。まず、ステップ９１０にて、暖機運転が終了したか（現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２以上であるか）否かが判定される。暖機運転終了後である場合（ステップ９１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ９２０以降に進む。暖機運転中である場合（ステップ９１０＝Ｎｏ）、ステップ９２０以降の処理がスキップされ、処理がステップ９９５に進んで、本ルーチンが一旦終了される。

ステップ９２０においては、高負荷運転から所定時間経過したか否かが判定される。高負荷運転から所定時間経過した場合（ステップ９２０＝Ｙｅｓ）、ステップ９３０にて、現在の冷却水温Ｔｗが、前記第２基準温度Ｔ２よりも高温な第３基準温度Ｔ３（例えば９５℃）以上であるか否かが判定される。現在の冷却水温Ｔｗが前記第３基準温度Ｔ３以上である場合（ステップ９３０＝Ｙｅｓ）、ステップ９４０にて第１制御弁１７９ａが閉弁され、処理がステップ９９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。

高負荷運転から所定時間経過していない場合（ステップ９２０＝Ｎｏ）、あるいは、現在の冷却水温Ｔｗが前記第３基準温度Ｔ３よりも低温である場合（ステップ９３０＝Ｎｏ）、処理がステップ９５０に進んで、第１制御弁１７９ａが開弁され、処理がステップ９９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。

＜実施形態の構成による効果＞
以下、本実施形態の構成による作用・効果を、図面を参照しつつ説明する。

図１を参照すると、本実施形態の構成によれば、エンジン１００の運転状態に応じて、制御部１９０によって第１制御弁１７９ａ、第２制御弁１７９ｂ、及びＥＧＲ冷却制御弁１７９ｃの動作を制御することで、シリンダヘッド１１１、シリンダブロック１１２、及びＥＧＲクーラ１６２の冷却状態を、当該運転状態に適した状態に制御することができる。

また、ＥＧＲクーラ供給管１７８ａが、シリンダヘッド１１１の手前で分岐しているので、ラジエータ１７２によって冷却された後の比較的低温の冷却水がＥＧＲクーラ１６２に供給され得る。よって、ＥＧＲガスの冷却が効果的に行われ得る。

＜変形例の示唆＞
なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の実施形態を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において種々の変形を施すことができることは当然である。

以下、先願主義の下で本願の出願の際に追記し得る程度で、変形例について幾つか例示するが、変形例とてこれらに限定されるものではないことはいうまでもない。本願発明を、上述の実施形態・実施例、及び下記変形例の記載に基づき限定解釈することは、先願主義の下で出願を急ぐ出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。

また、技術的に矛盾しない範囲において、下記の各変形例のうちの複数のものが適宜組み合わされ得ることは、言うまでもない。

（ｉ）本発明の構成は、ガソリンエンジン等、ディーゼルエンジン以外のエンジンに対しても適用可能である。また、エンジンの用途も、自動車に限定されない。例えば、本発明は、発電機用のエンジンにも適用され得る。

（ii）図１を参照すると、第１制御弁１７９ａに代えて、ラジエータ排出管１７６ｂに介装されていてラジエータ１７２と冷却水送出ポンプ１７１との連通状態を制御する弁と、バイパス管１７７に介装されていて当該バイパス管１７７と冷却水送出ポンプ１７１との連通状態を制御する弁と、の２つの弁が用いられていてもよい。

（iii）第２制御弁１７９ｂは、シリンダブロック排出管１７５に介装されていてもよい。

（iv）第２制御弁１７９ｂは、前記第１基準温度以上にてシリンダヘッド排出管１７４とラジエータ流入管１７６ａとを連通させ、前記第１基準温度よりも低温にてシリンダヘッド排出管１７４とラジエータ流入管１７６ａとの連通を遮断するように構成されていてもよい。

（ｖ）第１制御弁１７９ａ及び第２制御弁１７９ｂとしては、電磁弁以外に、いわゆる電子サーモスタット弁が用いられ得る。この電子サーモスタット弁は、公知のサーモスタット弁とヒータとを組み合わせたものである。かかる電子サーモスタット弁は、ヒータに電流を流して当該ヒータを発熱させることで、当該ヒータからの熱によってサーモスタット弁を強制的に開弁させ得るように構成されている。

（vi）冷却水送出ポンプ１７１として、エンジン１００のサイクル運動によって発生する回転駆動力によって駆動されるように構成された、メカニカルポンプが用いられてもよい。

（vii）冷却水送出ポンプ１７１として、送出流量が可変な、いわゆる可変式ウォーターポンプから構成されていてもよい。かかる構成によれば、例えば、運転状態に応じて送出流量を上げることで、シリンダヘッド１１１やＥＧＲクーラ１６２の冷却性を向上させることが可能になる。

（viii）図１を参照すると、運転状態に応じて、冷却水送出ポンプ１７１の駆動状態を変化させてもよい。特に、ＤＰＦ触媒１４３ａの再生処理（ＤＰＦ再生処理）の際に、制御部１９０の制御下で冷却水送出ポンプ１７１を停止させてもよい、これにより、排気ガスの昇温が効果的に行われ、ＤＰＦ再生処理が効率的に行われる。

図１０は、ＤＰＦ再生処理時に、冷却水送出ポンプ１７１の駆動状態を制御するルーチンの例を示すフローチャートである。ＤＰＦ再生処理時に、ルーチン１０００が起動されると、まず、ステップ１０１０にて、暖機運転が終了したか（現在の冷却水温Ｔｗが第２基準温度Ｔ２以上であるか）否かが判定される。暖機運転終了後である場合（ステップ１０１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ１０２０以降に進む。暖機運転中である場合（ステップ１０１０＝Ｎｏ）、ステップ１０２０以降の処理がスキップされ、処理がステップ１０９５に進んで、本ルーチンが一旦終了される。

ステップ１０２０においては、高負荷運転から所定時間経過したか否かが判定される。高負荷運転から所定時間経過した場合（ステップ１０２０＝Ｙｅｓ）、ステップ１０４０にて冷却水送出ポンプ１７１が停止され、処理がステップ１０９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。

高負荷運転から所定時間経過していない場合（ステップ１０２０＝Ｎｏ）、処理がステップ１０５０に進んで、冷却水送出ポンプ１７１の運転が維持され、処理がステップ１０９５に進んで本ルーチンが一旦終了される。

（ix）上述の図９のルーチンにおいて、変形例に係る図１０のルーチンと同様に、ステップ９３０は省略可能である。一方、上述の図１０のルーチンにおいて、実施形態に係る図９のルーチンと同様に、ステップ９３０と同様の処理ステップが挿入され得る。

（ｘ）図１における潜熱蓄熱装置１２０に代えて、図１１に示されているように、変形例のエンジン２００が、蓄熱装置２２０を備えていてもよい。この蓄熱装置２２０は、暖機運転終了後の高温の冷却水を断熱容器内に収容することで、当該冷却水を所定期間保温しつつ貯留するとともに、始動時に当該冷却水によって暖機運転を促進し得るように構成されている。なお、上述の実施形態と同様の構造・機能を有する構成要素に対しては、図１１において、上述の実施形態と同一の符号が付されているものとし、当該構成要素の構成・作用・効果の説明については、上述の実施形態における説明が援用され得るものとする。

この蓄熱装置２２０は、蓄熱クーラントタンク２２３と、連結管２２４ａ及び２２４ｂと、クーラント置換ポンプ２２５とから構成されている。蓄熱クーラントタンク２２３は、冷却水を蓄熱状態（断熱状態）で貯留し得るように構成されている。この蓄熱クーラントタンク２２３は、シリンダブロック１１２と、連結管２２４ａ及び２２４ｂを介して接続されている。一方の連結管２２４ａには、クーラント置換ポンプ２２５が介装されている。このクーラント置換ポンプ２２５が運転されることで、蓄熱クーラントタンク２２３内の冷却水と、シリンダブロック１１２内の冷却水とが置換（循環）され得るようになっている。

かかる構成によれば、冷間始動時であって、第１制御弁１７９ａ（及び第２制御弁１７９ｂ）が閉弁されていてシリンダブロック１１２内の冷却水がラジエータ１７２に流出しない状態で、蓄熱クーラントタンク２２３内の暖かい冷却水が、シリンダブロック１１２内に導入される。これにより、暖機運転がよりいっそう促進され得る。

なお、蓄熱クーラントタンク２２３内には、ヒータや、上述の潜熱蓄熱装置が備えられていてもよい。

（xi）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。例えば、上述の各実施形態の説明において、一体に形成されていた構成要素は、継ぎ目なく一体成形されていてもよいし、複数の別体のパーツを接着・溶着・ネジ止め等により接合することによって形成されていてもよいことは当然である。

（xii）また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。

本発明の実施形態に係るエンジンの概略構成図である。 図１に示されている潜熱蓄熱装置に備えられた、潜熱蓄熱材容器の具体的な構成を説明するための斜視図である。 図１に示されている潜熱蓄熱装置に備えられた、発核装置の具体的な構成を説明するための側断面図である。 図１に示されている、本実施形態の循環装置に係るエンジンブロック、ＥＧＲクーラ、及び冷却水循環システムにおける、冷却水の流動状態を示すための概略図である。 図１に示されている、本実施形態の循環装置に係るエンジンブロック、ＥＧＲクーラ、及び冷却水循環システムにおける、冷却水の流動状態を示すための概略図である。 図１に示されている、本実施形態の循環装置に係るエンジンブロック、ＥＧＲクーラ、及び冷却水循環システムにおける、冷却水の流動状態を示すための概略図である。 図１に示されている制御部にて実行される、第１制御弁及び第２制御弁の制御ルーチンの具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている制御部にて実行される、第１制御弁及び第２制御弁の制御ルーチンの具体例を示すフローチャートである。 図１に示されている制御部にて実行される、第１制御弁及び第２制御弁の制御ルーチンの具体例を示すフローチャートである。 図９に示されている制御ルーチンの変形例を示すフローチャートである。 図１に示されているエンジンの変形例の概略構成を示す図である。

符号の説明

１００…エンジン、 １１０…エンジンブロック、１１０ａ…ブロック間連通路、
１１１…シリンダヘッド、 １１１ａ…シリンダヘッド内ウォータージャケット、
１１２…シリンダブロック、１１２ｂ…シリンダブロック内ウォータージャケット、
１２０…潜熱蓄熱装置（高温クーラント収容状態設定部）、
１２１…潜熱蓄熱材容器、 １２２…発核装置、 １２２ｂ…発核針、
１２２ｇ…ソレノイド、 １３０…吸気系統、 １３１…吸気管、
１３２…サージタンク、 １４０…排気系統、 １４１…排気管、
１４３…触媒装置、 １４３ａ…ＤＰＦ触媒、 １４３ｂ…触媒床温センサ、
１６０…ＥＧＲ系統、 １６１…ＥＧＲ通路、 １６２…ＥＧＲクーラ、
１６３…ＥＧＲ通路開閉制御弁、 １７０…冷却水循環システム、
１７１…冷却水送出ポンプ（冷却媒体送出部）、 １７２…ラジエータ、
１７３ａ…ポンプ送出管（シリンダヘッド供給通路）、
１７３ｂ…ポンプ吸入管（ラジエータ排出通路）、
１７４…シリンダヘッド排出管（シリンダヘッド排出通路）、
１７５…シリンダブロック排出管（シリンダブロック排出通路）、
１７６ａ…ラジエータ流入管（ラジエータ流入通路）、
１７６ｂ…ラジエータ排出管（ラジエータ排出通路）、
１７７…バイパス管（バイパス通路）、
１７８ａ…ＥＧＲクーラ供給管（ＥＧＲクーラ供給通路）、
１７８ｂ…ＥＧＲクーラ排出管、 １７９ａ…第１制御弁、
１７９ｂ…第２制御弁、 １７９ｃ…ＥＧＲ冷却制御弁（ＥＧＲ冷却制御部）、
１８１…冷却水温センサ、 １９０…制御部、 １９１…ＣＰＵ、
２００…エンジン、 ２２０…蓄熱装置（高温クーラント収容状態設定部）、
２２３…蓄熱クーラントタンク、 ２２４ａ…連結管、
２２４ｂ…連結管、 ２２５…クーラント置換ポンプ、
ＬＭ…潜熱蓄熱材

Claims (20)

1. シリンダヘッドとシリンダブロックとを備えたエンジンの冷却媒体を循環し得るように構成された、エンジンの冷却媒体循環装置において、
   前記冷却媒体を前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックに向けて送出し得るように構成された冷却媒体送出部と、
   前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックを経た前記冷却媒体を外気との熱交換によって冷却し得るように構成されたラジエータと、
   前記シリンダヘッド内に形成されたシリンダヘッド内冷却媒体通路と、
   前記シリンダヘッド内冷却媒体通路と接続されていて、前記シリンダヘッドから排出されて前記ラジエータに向かう前記冷却媒体の通路を構成するシリンダヘッド排出通路と、
   前記シリンダブロック内に形成されたシリンダブロック内冷却媒体通路と、
   前記シリンダブロック内冷却媒体通路と接続されていて、前記シリンダブロックから排出されて前記ラジエータに向かう前記冷却媒体の通路を構成するシリンダブロック排出通路と、
   前記シリンダヘッド内冷却媒体通路及び前記シリンダブロック内冷却媒体通路を経た前記冷却媒体が前記ラジエータに流入し得るように、前記シリンダヘッド排出通路及び前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータとを接続するラジエータ流入通路と、
   前記ラジエータによって冷却されて当該ラジエータから排出された前記冷却媒体を前記冷却媒体送出部に送り得るように、前記ラジエータと前記冷却媒体送出部とを接続するラジエータ排出通路と、
   前記シリンダヘッド排出通路と前記ラジエータ排出通路とを接続するバイパス通路と、
   前記バイパス通路及び前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部との連通状態を制御し得るように構成された第１制御弁と、
   前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路との連通状態を制御し得るように構成された第２制御弁と、
   前記第１制御弁及び前記第２制御弁の動作を制御し得るように構成された制御部と、
   を備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
2. 請求項１に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
   前記制御部は、
   前記冷却媒体の温度が第１基準温度以上となった場合に、前記第１制御弁に第１の動作を行わせることで、前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部とを連通させ、
   前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上となった場合に、前記第２制御弁に第２の動作を行わせることで、前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路とを連通させ、
   前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度より低温であっても、前記第２制御弁に前記第２の動作を行わせるように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
3. 請求項２に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
   前記制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度以上になるまで前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせないように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
   前記シリンダヘッド内冷却媒体通路と前記シリンダブロック内冷却媒体通路とを連通させる連通路をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
   前記エンジンの排気通路から吸気通路へガスを導入し得るように構成されたＥＧＲ通路に介装されていて、前記ガスと前記冷却媒体との熱交換によって当該ガスを冷却し得るように構成されたＥＧＲクーラと、
   前記ＥＧＲクーラへの前記冷却媒体の供給状態を制御し得るように構成されたＥＧＲ冷却制御部と、
   をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
6. 請求項５に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
   前記冷却媒体送出部と前記シリンダヘッドとを接続する前記冷却媒体の通路を構成するシリンダヘッド供給通路と、
   前記シリンダヘッド供給通路から分岐して前記ＥＧＲクーラに前記冷却媒体を供給し得るように構成されたＥＧＲクーラ供給通路と、
   をさらに備え、
   前記ＥＧＲ冷却制御部は、前記ＥＧＲクーラ供給通路に介装された弁機構からなることを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
   前記制御部は、
   前記冷却媒体の温度が第１基準温度以上となった場合に、前記第１制御弁に第１の動作を行わせることで、前記ラジエータ排出通路と前記冷却媒体送出部とを連通させ、
   前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上となった場合に、前記第２制御弁に第２の動作を行わせることで、前記シリンダブロック排出通路と前記ラジエータ流入通路とを連通させ、
   排気中の微粒子を捕集し得るように構成されたパティキュレートフィルタにて捕集された微粒子を酸化することで当該パティキュレートフィルタを再生するＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上であっても、前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせないように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
8. 請求項７に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
   前記制御部は、
   前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、当該ＤＰＦ再生処理が行われていない場合よりも、前記第２基準温度を上昇させるように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
9. 請求項７又は請求項８に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
   前記制御部は、
   前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体送出部を停止させるように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    冷間始動の際に、昇温された前記冷却媒体を前記シリンダブロック内冷却媒体通路に収容させ得るように構成された高温クーラント収容状態設定部をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
11. シリンダヘッドとシリンダブロックとを備えたエンジンの冷却媒体を循環し得るように構成された、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    前記シリンダヘッドにおける前記冷却媒体の状態を制御し得るように構成された第１制御弁と、
    前記シリンダブロックにおける前記冷却媒体の状態を制御し得るように構成された第２制御弁と、
    前記第１制御弁及び前記第２制御弁の動作を制御し得るように構成された制御部と、
    を備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
12. 請求項１１に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
    前記制御部は、
    前記冷却媒体の温度が第１基準温度以上となった場合に、前記第１制御弁に第１の動作を行わせることで、前記シリンダヘッド内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定し、
    前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上となった場合に、前記第２制御弁に第２の動作を行わせることで、前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定し、
    前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度より低温であっても、前記第２制御弁に前記第２の動作を行わせるように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
13. 請求項１２に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
    前記制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて、前記冷却媒体の温度が前記第２基準温度以上になるまで前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせないように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
14. 請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとを連通させる連通路をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
15. 請求項１１ないし請求項１４のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    前記エンジンの排気通路から吸気通路へガスを導入し得るように構成されたＥＧＲ通路に介装されていて、前記ガスと前記冷却媒体との熱交換によって当該ガスを冷却し得るように構成されたＥＧＲクーラと、
    前記ＥＧＲクーラへの前記冷却媒体の供給状態を制御し得るように構成されたＥＧＲ冷却制御部と、
    をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
16. 請求項１５に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    前記シリンダヘッドへの前記冷却媒体の供給通路を構成するシリンダヘッド供給通路と、
    前記シリンダヘッド供給通路から分岐して前記ＥＧＲクーラに前記冷却媒体を供給し得るように構成されたＥＧＲクーラ供給通路と、
    をさらに備え、
    前記ＥＧＲ冷却制御部は、前記ＥＧＲクーラ供給通路に介装された弁機構からなることを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
17. 請求項１１ないし請求項１６のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
    前記制御部は、
    前記冷却媒体の温度が第１基準温度以上となった場合に、前記第１制御弁に第１の動作を行わせることで、前記シリンダヘッド内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定し、
    前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度よりも高い第２基準温度以上となった場合に、前記第２制御弁に第２の動作を行わせることで、前記シリンダブロック内の前記冷却媒体の昇温が抑制され得るように、前記冷却媒体の循環状態を設定し、
    排気中の微粒子を捕集し得るように構成されたパティキュレートフィルタにて捕集された微粒子を酸化することで当該パティキュレートフィルタを再生するＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体の温度が前記第１基準温度以上であっても、前記第１制御弁に前記第１の動作を行わせないように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
18. 請求項１７に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置であって、
    前記制御部は、
    前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、当該ＤＰＦ再生処理が行われていない場合よりも、前記第２基準温度を上昇させるように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
19. 請求項１７又は請求項１８に記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    前記シリンダヘッドへの前記冷却媒体の供給通路を構成するシリンダヘッド供給通路と、
    前記シリンダヘッド供給通路に向けて前記冷却媒体を送出し得るように構成された冷却媒体送出部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記ＤＰＦ再生処理が行われている場合には、前記冷却媒体送出部を停止させるように構成されたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
20. 請求項１１ないし請求項１９のいずれかに記載の、エンジンの冷却媒体循環装置において、
    冷間始動の際に、昇温された前記冷却媒体を前記シリンダブロック内に収容させ得るように構成された高温クーラント収容状態設定部をさらに備えたことを特徴とする、エンジンの冷却媒体循環装置。
    

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