JP2010043555A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造として簡易でありながら、冷間始動時にスロットルバルブが凍結している場合などであっても迅速に暖機できるようにした内燃機関の冷却装置を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド出口側通路１４などに接続点で接続され、接続点からラジエータ１２に冷却水を送るラジエータ入口側通路２２と、機関本体に冷却水を戻すラジエータ出口側通路２４と、シリンダヘッド出口側通路からスロットル装置を介してラジエータ出口側通路に接続されるスロットル通路と、接続点に配置されて冷却水の流れの方向を制御する方向制御弁５２を備えた内燃機関１０の冷却装置において、方向制御弁５２は、シリンダヘッド出口側通路１４などをラジエータ入口側通路２２などに接続する開放位置と、閉鎖する閉鎖位置と、その間の任意の中間位置とに弁体５２ｂが切り換え自在であると共に、内燃機関の暖機時に閉鎖位置に制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は内燃機関の冷却装置に関し、より具体的にはラジエータを介して冷却水を循環させて内燃機関を冷却する装置に関する。

内燃機関の冷却装置の例としては、下記の特許文献１、２記載の技術を挙げることができる。特許文献１には、内燃機関のシリンダヘッドを冷却する第１冷却水通路とシリンダブロックを冷却する第２冷却水通路とを分岐形成し、それぞれの冷却水通路に冷却水を供給する第１、第２冷却水ポンプを設け、機関温度が設定値Ｔ１以下にあるとき、第１冷却水ポンプの回転数を減少させると共に、第２冷却水ポンプの回転を停止させ、第１冷却水通路にのみ減少させた量の冷却水を供給する技術が開示される。

特許文献２には、機関本体の冷却水通路の出口にラジエータ通路と第１から第３のバイパス通路が接続されると共に、そのうちの第１バイパス通路はスロットルボディと流量制御弁を通って機関本体に戻されることで冷却水を機関本体に循環させている。さらに、暖機中は、第１バイパス通路の冷却水を全閉流量または微小流量に制御し、第２、第３のバイパス通路に冷却水を循環させる技術が開示される。
特公昭６３−６７００６号公報 特許第３７３５０１３号公報

特許文献１記載の技術にあっては、シリンダヘッドを冷却する第１冷却水通路とシリンダブロックを冷却する第２冷却水通路に第１、第２冷却水ポンプを設けているため、構造が複雑となり、コストアップを招く不都合があった。

また、特許文献２記載の技術にあっては、暖機中は第１バイパス通路の冷却水を全閉流量または微小流量に制御するため、冷間始動時にスロットルバルブが凍結している場合、スロットルバルブを暖機するのに時間がかかる不都合があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、構造として簡易でありながら、冷間始動時にスロットルバルブが凍結している場合などであっても迅速に暖機できるようにした内燃機関の冷却装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、機関本体のシリンダヘッドに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダヘッド出口側通路と、前記機関本体のシリンダブロックに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダブロック出口側通路と、前記シリンダヘッド出口側通路と前記シリンダブロック出口側通路に接続点で接続され、前記接続点からラジエータに冷却水を送るラジエータ入口側通路と、前記ラジエータから前記機関本体に冷却水を戻すラジエータ出口側通路と、前記接続点と前記ラジエータ出口側通路を接続するバイパス通路と、前記ラジエータ出口側通路に配置される冷却水ポンプと、スロットルバルブを収容するスロットル装置と、前記シリンダヘッド出口側通路から前記スロットル装置を介して前記ラジエータ出口側通路に前記冷却水ポンプの配置位置よりも上流側で接続されるスロットル通路と、前記接続点に配置されて冷却水の流れを制御する制御弁と、前記制御弁の動作を制御する弁制御手段とを備えた内燃機関の冷却装置において、前記制御弁は、前記シリンダヘッド出口側通路と前記シリンダブロック出口側通路の少なくともいずれかを前記ラジエータ入口側通路と前記バイパス通路の少なくともいずれかに接続する開放位置と、前記シリンダヘッド出口側通路と前記シリンダブロック出口側通路を閉鎖する閉鎖位置と、前記開放位置と閉鎖位置の間の任意の中間位置とに弁体が切り換え自在であると共に、前記弁制御手段は、前記内燃機関の暖機時に前記制御弁の弁体を前記閉鎖位置に制御する如く構成した。

請求項１にあっては、機関本体のシリンダヘッドとシリンダブロックに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダヘッド出口側通路とシリンダブロック出口側通路と、それらに接続点で接続されて接続点からラジエータに冷却水を送るラジエータ入口側通路と、ラジエータから機関本体に冷却水を戻すラジエータ出口側通路と、接続点と出口側通路を接続するバイパス通路と、ラジエータ出口側通路に配置される冷却水ポンプと、シリンダヘッド出口側通路からスロットル装置を介してラジエータ出口側通路に冷却水ポンプの配置位置よりも上流側で接続されるスロットル通路と、接続点に配置された制御弁と、その動作を制御する弁制御手段とを備えた内燃機関の冷却装置において、制御弁は、シリンダヘッド出口側通路とシリンダブロック出口側通路の少なくともいずれかをラジエータ入口側通路とバイパス通路の少なくともいずれかに接続する開放位置と、シリンダヘッド出口側通路とシリンダブロック出口側通路を閉鎖する閉鎖位置と、開放位置と閉鎖位置の間の任意の中間位置とに弁体が切り換え自在であると共に、弁制御手段は内燃機関の暖機時に制御弁の弁体を閉鎖位置に制御する如く構成したので、冷却水ポンプがラジエータ出口側通路のみに配置されることで構造として簡易となると共に、暖機時に制御弁の弁体を閉鎖位置に制御することで、冷却水をシリンダブロックの冷却水通路に滞留させることができ、シリンダブロック内の冷却水を早期に暖機して内燃機関を迅速に暖機することができる。

ここで、スロットル通路はシリンダヘッド出口側通路に、即ち、制御弁の配置位置の上流に接続され、制御弁の開度に関わらず、常に開放されることから、シリンダヘッドの冷却水をスロットル通路を通じて循環させることができ、冷却水が冷却水ポンプによって過度に昇圧されることがないと共に、冷却水を循環させることで、シリンダヘッドが局所的に加熱するのを防止することができる。また、シリンダブロックに比べて発熱量の大きいシリンダヘッドの冷却水をスロットル装置に送ることで、内燃機関が冷間始動時にあってスロットルバルブが凍結している場合などであっても、スロットルバルブの凍結を早期に解消することができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の冷却装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る内燃機関の冷却装置を全体的に示す概略図である。

図１において符号１０は、ガソリンを燃料とする、火花点火式の水冷で６気筒を備える内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。詳細な図示は省略するが、エンジン１０においてエアクリーナから吸入された吸気は吸気管を通ってスロットルボディ（スロットル装置）１０ａに至り、そこに収容されるスロットルバルブ１０ｂで流量を調整されてシリンダヘッド（「ＨＥＡＤ」と示す）１０ｃとシリンダブロック（「ＢＬＯＣＫ」と示す）１０ｄからなるエンジン本体１０ｅの、各気筒の燃焼室に向けて流れる。

吸気は燃焼室の手前の吸気ポートでインジェクタによって噴射された燃料と混合されて混合気を形成する。混合気は吸気バルブが開弁されるとき、燃焼室に流入し、点火されると燃焼してピストンを駆動する。燃焼によって生じた排ガスは排気バルブが開弁されるとき、排気系に排出され、触媒装置で浄化されて外部に放出される。

エンジン１０は車両（図示せず）に搭載されると共に、車両の前部にはラジエータ１２が配置される。

ラジエータ１２は、図示は省略するが、多数のチューブとフィンからなるウォータコアとそれに接続されるアッパタンクとロアタンクを備え、アッパタンクからウォータコアを経由してロアタンクへと水を流し、ウォータコアのチューブとフィンの表面を流れる風によって冷却してエンジン１０を冷却する冷却水を生成する。ラジエータ１２はファン１２ａを備え、ファン１２ａを駆動して得た風をウォータコアに送風する。

図示の如く、この実施例に係るエンジン１０の冷却装置は、エンジン本体１０ｅのシリンダヘッド１０ｃに穿設された冷却水通路（図示せず）から冷却水を排出するシリンダヘッド出口側通路１４と、同様にエンジン本体１０ｅのシリンダブロック１０ｄに穿設された冷却水通路（図示せず）から冷却水を排出するシリンダブロック出口側通路１６と、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６に接続点２０で接続され、接続点２０からラジエータ１２に冷却水を送るラジエータ入口側通路２２と、ラジエータ１２からエンジン本体１０ｅに冷却水を戻すラジエータ出口側通路２４と、接続点２０とラジエータ出口側通路２４を接続（短絡）するバイパス通路２６を備える。

ラジエータ入口側通路２２は、接続点２０を介し、車両の空調装置のヒータ（「Ｈｅａｔｅｒ」と示す）３０を通過してラジエータ出口側通路２４に接続されるヒータ通路３２と、変速機（図示せず）のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid。潤滑油）を貯留するリザーバ３４を通過して同様にラジエータ出口側通路２４に接続されるＡＴＦ通路３６に接続される。

このように、冷却水はヒータ通路３２を介してヒータ３０に送られ、ファン３０ａで吸引された車室内の空気を冷却水と熱交換させて車室内の空気の温度を昇温させると共に、ＡＴＦ通路３６を介してリザーバ３４に送られ、ＡＴＦと熱交換させてＡＴＦの温度を昇温させる。

またラジエータ出口側通路２４は、分岐点４０を介し、シリンダヘッド１０ｃに穿設された冷却水通路に冷却水を戻すシリンダヘッド入口側通路４２と、シリンダブロック１０ｄに穿設された冷却水通路に冷却水を戻すシリンダブロック入口側通路４４に接続される。

分岐点４０には、冷却水ポンプ（ウォータポンプ）４６が配置される。冷却水ポンプ４６は電動モータ（図示せず）に接続され、電動モータで駆動されるとき、冷却水を圧送して循環させる。

また、エンジン１０の冷却装置は、シリンダヘッド出口側通路１４からスロットルボディ１０ａを介してラジエータ出口側通路２４に、冷却水ポンプ４６の配置位置よりも上流側で接続されるスロットル通路５０を備える。スロットル通路５０は、スロットルボディ１０ａを通過した後、ヒータ通路３２と合流しつつ、ラジエータ出口側通路２４に接続される。尚、この明細書で、「上流」はエンジン１０に対する冷却水の流れにおける上流を意味する。

このように、冷却水の一部はシリンダヘッド出口側通路１４からスロットル通路５０を介してスロットルボディ１０ａに常に循環させられ、スロットルボディ１０ａ（およびスロットルバルブ１０ｂ）の凍結を防止する。

シリンダヘッド出口側通路１４などをラジエータ入口側通路２２に接続する接続点２０には、冷却水の流れを制御、より具体的には冷却水の方向を制御すると共に、流量を制御する方向制御弁（制御弁）５２が配置される。

図２は方向制御弁５２の構造を模式的に示す斜視図、図３はその冷却水の入、出口の展開図、図４から図６は作動状態を示す説明図である。

図示の如く、方向制御弁５２は、円筒状の本体５２ａと、本体５２ａの内部に回転自在に収容される、円筒の半分が切り欠かれて半円筒状を呈する弁体５２ｂと、本体５２ａの一端側で弁体５２ｂに固定され、弁体５２ｂを本体５２ａに対して相対回転させるステッピングモータ（アクチュエータ）５２ｃと、本体５２ａの他端側を被覆するカバー５２ｄからなる。

本体５２ａには図示のような冷却水の入口と出口、即ち、シリンダヘッド出口側通路１４に接続されるヘッド入口５２ａ１と、シリンダブロック出口側通路１６に接続されるブロック入口５２ａ２と、ラジエータ入口側通路２２に接続されるラジエータ出口５２ａ３と、バイパス通路２６に接続されるバイパス出口５２ａ４と、ヒータ通路３２に接続されるヒータ出口５２ａ５と、ＡＴＦ通路３６に接続されるＡＴＦ出口５２ａ６を備える。

本体５２ａの内壁面５２ｅには弁体５２ｂの半円筒部が液密に接触すると共に、本体５２ａの内壁面５２ｅと弁体５２ｂの切り欠き部分５２ｂ１の間に空隙が形成され、ヘッド入口５２ａ１あるいはブロック入口５２ａ２は、その空隙を通ってラジエータ出口５２ａ３などに連通される。

尚、入、出口の孔径は、通過する冷却水の流量に応じて相違させられ、ブロック入口５２ａ２とヘッド入口５２ａ１は同大に、ラジエータ出口５２ａ３はそれらより大きく穿設されると共に、バイパス出口５２ａ４などは入口側よりも小さく穿設される。

また、図３に示す如く、ヘッド入口５２ａ１、ラジエータ出口５２ａ３などの入、出口は、０度から１８０度付近の間に位相をずらされて穿設される。

従って、図４に示す如く、弁体５２ｂが本体５２ａに対して０度付近に位置させられるとき、ヘッド入口５２ａ１などの全ての入口とラジエータ出口５２ａ３などの全ての出口は閉鎖される。

換言すれば、方向制御弁５２の弁体５２ｂが、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６を閉鎖、より具体的にはシリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６のいずれもラジエータ入口側通路２２とバイパス通路２６のいずれにも、さらにはヒータ通路３２とＡＴＦ通路３６にも接続しない閉鎖位置に切り換えられるとき、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６は閉鎖され、方向制御弁５２を介しての冷却水の流れは阻止される。このとき、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６の間の冷却水の流れも阻止される。

尚、方向制御弁５２においてステッピングモータ５２ｃは、弁体５２ｂが閉鎖位置にある状態をデフォルト位置としており、その閉鎖位置ではステッピングモータ５２ｃの通電量は零となる。

また、図６に示す如く、弁体５２ｂが本体５２ａに対して１８０度付近にあるとき、ヘッド入口５２ａ１などの全ての入口とラジエータ出口５２ａ３などの全ての出口は開放される。

換言すれば、方向制御弁５２の弁体５２ｂが、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６の少なくともいずれか、より具体的には両方をラジエータ入口側通路２２とバイパス通路２６の少なくともいずれか、より具体的には両方に、さらにはヒータ通路３２とＡＴＦ通路３６にも接続する開放位置に切り換えられるとき、冷却水は、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６から方向制御弁５２を通り、ラジエータ入口側通路２２、バイパス通路２６、ヒータ通路３２、ＡＴＦ通路３６に流れる。

また、弁体５２ｂが０度付近と１８０度付近の間にあるとき、換言すれば、方向制御弁５２の弁体５２ｂが上記した開放位置と閉鎖位置の間の任意の中間位置に切り換えられるとき、例えば図５に示す角度にあるとき、ヘッド入口５２ａ１とヒータ出口５２ａ５が完全に開放されると共に、バイパス出口５２ａ４がほぼ開放されるが、その他は閉鎖される。

その結果、冷却水は、シリンダヘッド出口側通路１４から方向制御弁５２を通り、ヒータ出口５２ａ５を通ってヒータ通路３２に流れると共に、バイパス出口５２ａ４を通ってバイパス通路２６に流れるが、ラジエータ入口側通路２２などへの流れは阻止される。

図１の説明に戻ると、エンジン１０においてスロットルバルブ１０ｂの下流には絶対圧センサ６０が配置され、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）を示す出力を生じると共に、クランクシャフトの付近にはクランク角センサ６２が配置され、所定クランク角度ごとにパルス信号を出力する。

また、シリンダブロック１０ｄの付近には水温センサ６４が配置され、エンジン水温（冷却水の温度）ＴＷに応じた出力を生じる。運転席のアクセルペダル（図示せず）の付近にはアクセル開度センサ６６が配置され、運転者に操作されたアクセル開度（アクセルペダル踏み込み量）を示す出力を生じる。

上記したセンサの出力は、電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）７０に送られる。ＥＣＵ７０はマイクロコンピュータからなり、図示は省略するが、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力インタフェースなどを備える。ＥＣＵ７０は、クランク角センサ６２の出力をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出する。

ＥＣＵ７０はこれらセンサを通じて検出されたエンジン１０の運転状態に基づき、方向制御弁５２と冷却水ポンプ４６の動作を制御する。

次いで、図１と図７、図８を参照してそのＥＣＵ７０の方向制御弁５２などの制御動作を説明する。

図７と図８は図１と同様、この実施例に係るエンジン１０の冷却装置の概略図であるが、図７と図８においてはＥＣＵ７０とセンサ類の図示を省略した。尚、図１、図７、図８においてシリンダヘッド出口側通路１４、シリンダヘッド入口側通路４２、シリンダブロック出口側通路１６、シリンダブロック入口側通路４４などの冷却水通路が淡い線で示されるときは冷却水が流れないこと、濃い線で示されるときは流れることを意味する。

先ず、暖機時の制御について説明する。

ＥＣＵ７０は水温センサ６４から検出されたエンジン水温ＴＷが所定温度（例えば７０度）以下であり、クランク角センサ６２などの出力からエンジン１０が暖機時にあると判断されるとき、図４に示す如く、方向制御弁５２が閉鎖位置となるようにステッピングモータ５２ｃの動作を制御する。

即ち、図１に示す如く、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側１６とを閉鎖し、冷却水が方向制御弁５２を通ってラジエータ入口側通路２２、バイパス通路２６、ヒータ通路３２、ＡＴＦ通路３６に流れるのを阻止すると共に、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側１６の間を流れるのも阻止する。これにより、冷却水をシリンダブロック１０ｄの冷却水通路に滞留させることができるので、シリンダブロック１０ｄ内の冷却水を早期に暖機してエンジン１０を迅速に暖機することができる。

また、ＥＣＵ７０はこのとき、冷却水ポンプ４６の電動モータを低速回転させて冷却水ポンプ４６を作動させ、冷却水を、シリンダヘッド入口側通路４２、シリンダヘッド１０ｃに穿設された冷却水通路、シリンダヘッド出口側通路１４、スロットル通路５０（スロットルボディ１０ａ）、ラジエータ出口側通路２４の末端付近、冷却水ポンプ４６の間で循環させる。

図１に示す如く、スロットル通路５０はシリンダヘッド出口側通路１４に、即ち、方向制御弁５２の配置位置の上流に接続され、方向制御弁５２の開度に関わらず、常に開放されることから、シリンダヘッド１０ｃの冷却水をスロットル通路５０を通じて循環させることができ、冷却水が冷却水ポンプ４６によって過度に昇圧されることがないと共に、冷却水を循環させることで、シリンダヘッド１０ｃが局所的に加熱するのを防止することができる。

また、シリンダブロック１０ｄに比べて発熱量の大きいシリンダヘッド１０ｃの冷却水をスロットルボディ（スロットル装置）１０ａに送ることで、エンジン１０が冷間始動時にあってスロットルバルブ１０ｂが凍結している場合などであっても、スロットルバルブ１０ｂの凍結を早期に解消することができる。

また、方向制御弁５２が図４に示す閉鎖位置にあるとき、ステッピングモータ５２ｃの通電量は零とされることから、電気エネルギの点でも有利となる。

次いで、ヒータ協調時の制御について説明する。

ＥＣＵ７０は、上記した暖機制御が終了してエンジン冷却水温ＴＷが例えば７０度を超えて１００度に至る間に乗員によって暖房が要求された場合、方向制御弁５２の弁体５２ｂが図５に示す位置となるように、具体的にはヘッド入口５２ａ１とヒータ出口５２ａ３が完全に開放されると共に、バイパス出口５２ａ４が例えば図示の位置まで開放されるようにそのステッピングモータ５２ｃの動作を制御する。

これにより、図７に示す如く、冷却水はシリンダヘッド出口側通路１４から方向制御弁５２を通ってヒータ通路３２に流れ、ヒータ３０を加熱することができる。また、このとき、冷却水温ＴＷの上昇に応じて冷却水の流量を確保するため、バイパス通路２６にも冷却水を流すこととする。従って、ＥＣＵ７０は、図５に示すバイパス出口５２ａ４の開度が冷却水温ＴＷの上昇に応じて増加するようにステッピングモータ５２ｃを介して弁体５２ｂの位置を制御する。

ＥＣＵ７０は、冷却水の流量が増加したことから、冷却水ポンプ４６の電動モータの回転をエンジン回転数に応じて制御し、冷却水を、スロットル通路５０と、ヒータ通路３２と、バイパス通路２６に流して循環させる。これにより、エンジン１０を早期に暖機できると共に、車室内の温度を迅速に上げることができる。

次いで、暖気後の制御について説明する。

ＥＣＵ７０は、上記したエンジン１０の暖機が終了してエンジン冷却水温ＴＷが例えば１００度を超えた後、方向制御弁５２の弁体５２ｂが図５に示す位置から図６に示す位置、具体的には弁体５２ｂが図６の矢印ａで示す角度範囲において１８０度付近に向けて徐々に開放されるように、ステッピングモータ５２ｃの動作を制御すると共に、冷却水ポンプ４６の電動モータの回転数を同様にエンジン回転数に応じて制御する。

これにより、図８に示すように冷却水はシリンダブロック１０ｄにも流れ、暖機終了後のエンジン本体１０ｅのさらなる昇温を抑制する。また、ＥＣＵ７０は、ラジエータ出口５２ａ３の開度を調節してラジエータ１２への冷却水の流量を制御し、冷却水温を調節するように弁体５２ｂの位置を制御する。

この実施例は上記の如く、エンジン本体（機関本体）１０ｅのシリンダヘッド１０ｃに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダヘッド出口側通路１４と、前記エンジン本体のシリンダブロック１０ｄに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダブロック出口側通路１６と、前記シリンダヘッド出口側通路１４と前記シリンダブロック出口側通路１６に接続点２０で接続され、前記接続点２０からラジエータ１２に冷却水を送るラジエータ入口側通路２２と、前記ラジエータから前記エンジン本体に冷却水を戻すラジエータ出口側通路２４と、前記接続点２０と前記ラジエータ出口側通路２４を接続するバイパス通路２６と、前記ラジエータ出口側通路２４に配置される冷却水ポンプ４６と、スロットルバルブ１０ｂを収容するスロットル装置（スロットルボディ）１０ａと、前記シリンダヘッド出口側通路１４から前記スロットル装置１０ａを介して前記ラジエータ出口側通路２４に前記冷却水ポンプ４６の配置位置よりも上流側で接続されるスロットル通路５０と、前記接続点２０に配置されて冷却水の流れを制御する方向制御弁（制御弁）５２と、前記方向制御弁５２の動作を制御する弁制御手段（ＥＣＵ７０）とを備えたエンジン１０の冷却装置において、前記方向制御弁５２は、前記シリンダヘッド出口側通路１４と前記シリンダブロック出口側通路１６の少なくともいずれかを前記ラジエータ入口側通路２２と前記バイパス通路２６の少なくともいずれかに接続する開放位置と、前記シリンダヘッド出口側通路１４と前記シリンダブロック出口側通路１６を閉鎖、具体的にはシリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６のいずれも前記ラジエータ入口側通路２２と前記バイパス通路２６のいずれにも接続しないと共に、シリンダヘッド出口側通路１４とシリンダブロック出口側通路１６の間も閉鎖する閉鎖位置と、前記開放位置と閉鎖位置の間の任意の中間位置とに弁体５２ｂが切り換え自在であると共に、前記弁制御手段は、前記エンジン１０の暖機時に前記方向制御弁５２の弁体５２ｂを前記閉鎖位置に制御する如く構成した。

これにより、冷却水ポンプ４６がラジエータ出口側通路２４のみに配置されることで構造として簡易となると共に、暖機時に方向制御弁５２の弁体５２ｂを閉鎖位置に制御することで、冷却水をシリンダブロック１０ｄの冷却水通路に滞留させることができ、シリンダブロック１０ｄの冷却水を早期に暖機してエンジン１０を迅速に暖機することができる。

また、シリンダブロック１０ｄに比べて発熱量の大きいシリンダヘッド１０ｃの冷却水をスロットルボディ（スロットル装置）１０ａに送ることで、エンジン１０が冷間始動時にあってスロットルバルブ１０ｂが凍結している場合などであっても、スロットルバルブ１０ｂの凍結を早期に解消することができる。

また、冷却水が冷却水ポンプ４６によって過度に昇圧されることがないと共に、冷却水を循環させることで、シリンダヘッド１０ｃなどが局所的に加熱するのを防止することができる。

尚、上記において、冷却水ポンプ４６を電動モータで駆動するようにしたが、エンジン１０のクランクシャフトに接続してエンジン１０の出力で機械的に駆動しても良い。

また、方向制御弁５２のステッピングモータ５２ｃは弁体５２ｂが閉鎖位置にある状態をデフォルト位置としたが、それに限定されるものではなく、弁体５２ｂが図６に示すような全開位置にある状態をデフォルト位置としても良い。その場合、ステッピングモータ５２ｃが故障したとき、弁体５２ｂが全開位置をとるので、エンジン１０の過度の過熱を防止できるという副次的な効果も有する。

さらに、方向制御弁５２の弁体５２ｂをステッピングモータ５２ｃで回転させるようにしたが、ＤＣモータなど他の電動モータであっても良い。

この発明の実施例に係る内燃機関の冷却装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す方向制御弁の構造を模式的に示す斜視図である。 図２に示す方向制御弁の冷却水の入、出口の展開図である。 図２に示す方向制御弁の作動状態を示す説明図である。 図２に示す方向制御弁の作動状態を示す説明図である。 図２に示す方向制御弁の作動状態を示す説明図である。 図１に示すＥＣＵの方向制御弁などの制御動作を示す、図１と同様の、内燃機関の冷却装置の概略図である。 図１に示すＥＣＵの方向制御弁などの制御動作を示す、図１と同様の、内燃機関の冷却装置の概略図である。

符号の説明

１０ 内燃機関（エンジン）、１０ａ スロットルボディ（スロットル装置）、１０ｂ スロットルバルブ、１０ｃ シリンダヘッド、１０ｄ シリンダブロック、１０ｅ エンジン本体、１２ ラジエータ、１４ シリンダヘッド出口側通路、１６ シリンダブロック出口側通路、２０ 接続点、２２ ラジエータ入口側通路、２４ ラジエータ出口側通路、２６ バイパス通路、３２ ヒータ通路、３６ ＡＴＦ通路、４０ 分岐点、４２ シリンダヘッド入口側通路、４４ シリンダブロック入口側通路、４６ 冷却水ポンプ、５０ スロットル通路、５２ 方向制御弁、５２ｂ 弁体、６４ 水温センサ、７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ。弁制御手段）

Claims (1)

1. 機関本体のシリンダヘッドに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダヘッド出口側通路と、前記機関本体のシリンダブロックに穿設された冷却水通路から冷却水を排出するシリンダブロック出口側通路と、前記シリンダヘッド出口側通路と前記シリンダブロック出口側通路に接続点で接続され、前記接続点からラジエータに冷却水を送るラジエータ入口側通路と、前記ラジエータから前記機関本体に冷却水を戻すラジエータ出口側通路と、前記接続点と前記ラジエータ出口側通路を接続するバイパス通路と、前記ラジエータ出口側通路に配置される冷却水ポンプと、スロットルバルブを収容するスロットル装置と、前記シリンダヘッド出口側通路から前記スロットル装置を介して前記ラジエータ出口側通路に前記冷却水ポンプの配置位置よりも上流側で接続されるスロットル通路と、前記接続点に配置されて冷却水の流れを制御する制御弁と、前記制御弁の動作を制御する弁制御手段とを備えた内燃機関の冷却装置において、前記制御弁は、前記シリンダヘッド出口側通路と前記シリンダブロック出口側通路の少なくともいずれかを前記ラジエータ入口側通路と前記バイパス通路の少なくともいずれかに接続する開放位置と、前記シリンダヘッド出口側通路と前記シリンダブロック出口側通路を閉鎖する閉鎖位置と、前記開放位置と閉鎖位置の間の任意の中間位置とに弁体が切り換え自在であると共に、前記弁制御手段は、前記内燃機関の暖機時に前記制御弁の弁体を前記閉鎖位置に制御することを特徴とする内燃機関の冷却装置。

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