JP2010223050A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの損傷を防止できながらも、暖機の促進を図ることができるエンジンの冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却液を冷却するラジエータＲと、エンジンＥのシリンダヘッド８及びシリンダブロック７に冷却液を流通させるヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２と、ラジエータＲと双方のジャケット１、２とに亘って冷却液を循環させる循環流路Ｊと、循環流路Ｊを介して冷却液を流動させるポンプＰとを備え、ポンプＰの駆動に際して、循環流路Ｊを、ヘッド用ジャケット１に冷却液を保持しつつブロック用ジャケット２の冷却液を減少させる第１状態と、双方のジャケット１、２に冷却液を保持する第２状態とに切り換える流路切換機構Ａを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷却液を循環させ、エンジンを冷却するエンジンの冷却装置に関する。

従来、この種のエンジンの冷却装置では、エンジンのジャケットの冷却液を冷却するラジエータと、エンジンのジャケットとラジエータとの間で冷却液を循環させる循環流路と、当該循環流路の途中に設けられた貯留タンク及び循環ポンプとを備え、エンジンのジャケットの冷却液出口を貯留タンクの冷却液入口よりも高く配置するものがある。
この冷却装置では、通常運転時には、循環ポンプを駆動させて冷却液を循環させ、エンジンの暖機時、及び、エンジンの停止時には、循環ポンプを停止してエンジンのジャケットの冷却液出口と貯留タンクの冷却液入口との高低差によりジャケットの冷却液を貯留タンクに排出する。
又、その他の冷却装置として、エンジンのジャケットの冷却液を冷却するラジエータと、ジャケットとラジエータとの間で冷却液を循環させる循環流路と、エンジンから冷却液を一旦排出して貯留可能な貯留部と、エンジンと貯留部とを連通する連通流路と、循環流路の途中に設けられた循環ポンプと、連通流路の途中に設けられた注入／排出用ポンプとを備えるものがある。
この冷却装置では、エンジンの暖機完了時には、注入／排出用ポンプを冷却液注入方向に駆動して貯留タンクの冷却液をエンジンのジャケットに注入し、エンジンの停止時には、注入／排出用ポンプを冷却液排出方向に駆動してエンジンのジャケットの冷却液を貯留タンクに排出する。
ところで、エンジンの暖機中に、例えば、急発進をしたり、エンジンを高回転で吹かす等により、エンジンが高負荷状態になる場合がある。このとき、それらの冷却装置では、エンジンの暖機時には、ジャケットに冷却液が存在しないのでエンジンの温度が急上昇する。このため、それらの冷却装置の各部の動作制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）から循環ポンプや注入／排出用ポンプに対してエンジン冷却要求が出され、冷却液がジャケットに供給される。
しかし、冷却要求が出されてから実際に冷却液がジャケットに供給されるまでのタイムロスがあるので、このタイムロス中に高温になったジャケットに冷却液が供給されることになり、エンジンにヒートショックが発生する。
又、冷却液が存在しないジャケットに冷却液が供給された直後はジャケットに気泡が残り易い。そのため、ジャケットの冷却効果が低下し、エンジンにヒートスポットが発生する。
このように、エンジンにヒートショックやヒートスポットが発生すると、エンジン不調の原因となり、場合によっては、エンジンが損傷する虞がある。
そこで、上記不都合を解消するために各種の冷却装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、ヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットの冷却液を冷却するラジエータと、ヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットとラジエータとの間で冷却液を循環させる循環流路と、当該循環流路の途中に設けられた循環ポンプと、ヘッド用ジャケットの水温がブロック用ジャケットの水温以下となるようにヘッド用ジャケットの水量とブロック用ジャケットの水量とを分配する水量分配装置とを備える冷却装置が記載されている。
また、特許文献２には、ヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットの冷却液を冷却するラジエータと、ラジエータの冷却液をブロック用ジャケットを通過させつつヘッド用ジャケットに供給し、ヘッド用ジャケットに供給した冷却液をラジエータに戻す循環流路と、ラジエータの冷却液をブロック用ジャケットを通過させないでヘッド用ジャケットに供給するバイパス流路と、循環流路とバイパス流路との接続箇所に設けられたサーモスタット弁と、当該循環流路の途中に設けられた循環ポンプとを備える冷却装置が記載されている。この装置では、エンジンの暖機時には、サーモスタット弁を閉じ状態とし、ラジエータの冷却液をバイパス流路を介してヘッド用ジャケットに流通させる。このとき、ラジエータの冷却液がブロック用ジャケットを流通しないので、ブロック用ジャケットの冷却液が滞留する。エンジンの暖機完了時には、サーモスタット弁が開き状態となり、ラジエータの冷却液が循環流路を介してヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットを流通する。

特開昭５９−２１３９１８号公報 特開２００８−１３３７７２号公報

上記特許文献１では、エンジンの暖機時には、冷却液がヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットを流通する。又、上記特許文献２では、エンジンの暖機時には、冷却液がヘッド用ジャケットを流通し、ブロック用ジャケットでは滞留する。
いずれにせよ、これら特許文献１、２では、エンジンの暖機時には、ヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットに冷却液を保持している。このため、ヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットの冷却液に熱が奪われて暖機促進の効果を十分に得ることができない。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、エンジンの損傷を防止しながらも、暖機促進の効果を十分に得ることができるエンジンの冷却装置を提供する点にある。

本発明のエンジンの冷却装置の第１特徴構成は、冷却液を冷却するラジエータと、エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却液を流通させるヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットと、前記ラジエータと双方のジャケットとに亘って冷却液を循環させる循環流路と、前記循環流路を介して冷却液を流動させるポンプとを備え、前記ポンプの駆動に際して、前記循環流路を、前記ヘッド用ジャケットに冷却液を保持しつつ前記ブロック用ジャケットの冷却液を減少させる第１状態と、双方のジャケットに冷却液を保持する第２状態とに切り換える流路切換機構を備えた点にある。

エンジンの暖機時には流路切換機構を第１状態に切り換える。つまり、エンジンの燃焼室周りのシリンダヘッド壁面やシリンダブロック壁面からの熱損失が大きく、シリンダヘッドやシリンダブロックの温度が低いと、シリンダブロック壁面におけるエンジンオイルは温度が低いのでエンジンオイルの粘性が高くなり、シリンダブロックとピストンリングやピストンとのフリクションロスが大きくなる。そこで、シリンダブロックにおいて、ブロック用ジャケットの冷却液を減少させることにより、冷却液によって熱が奪われないようにして、シリンダブロックの温度を早く上昇させることができる。これにより、エンジンオイルの温度を早期に高めフリクションロスを小さくして、暖機促進の効果を十分に得ることができる。

一方、シリンダヘッドの壁部が高温の燃焼ガスに曝されるため、シリンダヘッドはシリンダブロックに較べて高温になり易く、ヒートショックが大きくなり易い。又、シリンダヘッドはシリンダブロックよりも上方に位置し、ジャケット構造も入り組んでいるため、ヘッド用ジャケットの冷却液はブロック用ジャケットの冷却液に較べて気泡が残り易く、ヒートスポットが発生し易い。そこで、ヘッド用ジャケットに冷却液を保持することにより、エンジンの暖機中にエンジンが高負荷状態になったとしても、シリンダヘッドの温度の急上昇を防止して、シリンダヘッドにヒートショックが発生することを防止できる。又、ヘッド用ジャケットに冷却液が供給されたとしても、ヘッド用ジャケットに気泡が残ることを防止して、シリンダヘッドにヒートスポットが発生することを防止できる。

通常運転時には流路切換機構を第２状態に切り換える。つまり、双方のジャケットに冷却液を保持することにより、シリンダヘッドおよびシリンダブロックを冷却してエンジンの温度を適正な温度範囲に維持できる。

本発明の第２特徴構成は、前記第１状態として、前記ヘッド用ジャケットに冷却液を滞留または循環させつつ前記ブロック用ジャケットの冷却液を減少させて空気を導入し、前記第２状態として、前記双方のジャケットに冷却液を滞留または循環させる点にある。

本構成によれば、エンジンの暖機時にヘッド用ジャケットに冷却液を滞留させることにより、シリンダヘッドの温度の急上昇を防止できながらもヘッド用ジャケットの温度を早く高めて暖機効率の向上を図ることができる。また、ヘッド用ジャケットに冷却液を循環させることにより、シリンダヘッドの温度の急上昇を確実に防止できる。通常運転時に双方のジャケットに冷却液を滞留、又は循環させることにより、エンジンの低・中負荷運転時はもちろん、エンジンの高負荷運転時においてもエンジンの温度を適正な温度範囲に維持し易い。

本発明の第３特徴構成は、前記ブロック用ジャケットの冷却液を抜き取ると共に、抜き取った冷却液を貯留可能な貯留機構を更に備えた点にある。

本構成によれば、貯留機構にて抜き取った冷却液を貯留するので、他の循環流路やラジエータを流通する冷却液の流れに影響を及ぼすこと無く、エンジンの暖機を促進することができる。

本発明の第４特徴構成は、前記循環流路が、前記ラジエータから前記エンジンの側に接続する戻り流路と、当該戻り流路から前記ヘッド用ジャケットに分岐する第１流路と、前記戻り流路から前記ブロック用ジャケットに分岐する第２流路とを備え、前記貯留機構を構成する抜取流路が前記ブロック用ジャケットから前記戻り流路に接続され、前記ポンプを、前記戻り流路のうち、前記抜取流路が接続される接続点と、前記第１流路及び前記第２流路に分岐する分岐点との間に備えると共に、前記流路切換機構が、前記第２流路の冷却液の流通と前記抜取流路の冷却液の流通とを選択する弁機構を備えている点にある。

本構成によれば、弁機構により第２流路の冷却液の流通を選択すると、ポンプの駆動により、ラジエータの冷却液は、戻り流路を通過し、第１流路と第２流路とに分岐して、双方のジャケットに冷却液を流通させる。抜取流路の冷却液の流通を選択すると、ポンプの駆動により、ブロック用ジャケットの冷却液は、第２流路、抜取流路、戻り流路、第１流路を通過し、ヘッド用ジャケットに冷却液を流通させる。このように、弁機構を選択するだけの簡単な操作で第１状態と第２状態とを現出させることができる。

本発明の第５特徴構成は、前記流路切換機構が、前記冷却液の温度を検出する温度検出手段を備えると共に、当該温度検出手段にて検出された温度に基づいて、前記弁機構を制御するように構成してある点にある。

本構成によれば、温度検出手段にて検出されたエンジンの温度が低く、エンジンの暖機時と判別したときには、弁機構を制御して第１状態を現出させる。これにより、暖機促進の効果を十分に得ることができ、シリンダヘッドにヒートショックやヒートスポットが発生することを防止できる。温度検出手段にて検出されたエンジンの温度が高く、通常運転時と判別したときには、弁機構を制御して第２状態を現出させる。これにより、エンジンの温度を適正な温度範囲に維持し易い。

第１実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第１実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第１実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第１実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第２実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第２実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第２実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 第２実施形態における冷却装置の構成と運転状態を示す図である。 別実施形態における接続点及び分岐点の位置関係を示す図である。

〔第１実施形態〕
図１〜図４に示すように、本実施形態に係るエンジンＥの冷却装置は、エンジンＥのヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２の冷却液を冷却するラジエータＲと、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２とラジエータＲとの間で冷却液を循環させる循環流路Ｊと、その循環流路Ｊを介して冷却液を循環させる循環ポンプＰ（ポンプの一例）と、循環流路Ｊのラジエータ側流路５とバイパス流路６との接続点に設けられ、閉鎖時に冷却液をバイパス流路６に循環させ、開放時に冷却液の大部分をラジエータ側流路５に循環させるサーモ弁Ｖ１と、を備えている。尚、詳述はしないが、車両の室内の暖房のために冷却液との熱交換を行うヒータコアを備え、該ヒータコアに対して冷却液の循環を許容又は遮断する開閉弁を備えていてもよい。

前記エンジンＥは、内部にピストン（図示しない）等が収められるシリンダが形成された例えば鋳鉄製のシリンダブロック７と、このシリンダの上部を構成する例えばアルミ合金製のシリンダヘッド８と、を備えている。エンジンＥには、冷却液の液温を検出する温度検出手段としての温度センサ９が設けられている。シリンダブロック７の内部には、ブロック用ジャケット２が形成されている。ブロック用ジャケット２によりエンジンＥの燃焼室壁部を冷やすことができる。シリンダヘッド８の内部には、ヘッド用ジャケット１が形成されている。ヘッド用ジャケット１により、上記燃焼室壁部や排気弁、点火プラグ（図示しない）等を冷やすことができる。

前記循環流路Ｊは、ラジエータＲを通過させるラジエータ側流路５と、ラジエータＲをバイパスするバイパス流路６と、ラジエータ側流路５及びバイパス流路６とヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２とを接続するエンジン側流路１０と、を備えている。尚、ラジエータ側流路５は、大量の冷却液を効率的に循環させて冷却することを可能にするために、バイパス流路６と比較して大きい通路断面積を有する。

前記ラジエータ側流路５は、ラジエータＲの出口に接続する流路１１と、ラジエータＲの入口に接続する流路１２とを備えている。前記エンジン側流路１０は、流路１１とバイパス流路６との接続点から延びる流路１３と、当該流路１３から分岐してヘッド用ジャケット１の入口１ａに接続する流路１４（第１流路の一例）と、当該流路１３から分岐してブロック用ジャケット２の入口２ａに接続する流路１５（第２流路の一例）と、ヘッド用ジャケット１の出口１ｂに接続する流路１７と、ブロック用ジャケット２の出口２ｂに接続する流路１８と、流路１７と流路１８とが合流して流路１２とバイパス流路６との接続点に延びる流路１６と、を備えている。

これにより、流路１１および流路１３が、ラジエータＲからエンジンＥの側に接続する戻り流路２４を構成し、流路１２および流路１６が、エンジンＥの側からラジエータＲに接続する往き流路２５を構成する。前記ラジエータＲの上部から延びる流路２０が貯留部４としてのリザーバタンク４ａの上部に接続している。リザーバタンク４ａの下部から延びる流路２１がバイパス流路６に接続している。リザーバタンク４ａの上部から延びる流路２２が流路１８に接続している。

前記流路１５には、三方弁Ｖ２（弁機構の一例）が設けられている。当該三方弁Ｖ２から延びる流路１９（抜取流路の一例）が流路１３に接続している。流路１９には、逆止弁Ｖ３が設けられている。これにより、冷却液のラジエータＲの出口の側からブロック用ジャケット２の入口２ａの側への流通を遮断する。流路１３のうち、流路１９が接続される接続点ＣＰと、流路１４及び流路１５に分岐する分岐点ＳＰとの間に循環ポンプＰが設けられている。流路１８には、逆止弁Ｖ４が設けられている。これにより、ヘッド用ジャケット１の出口１ｂの側からブロック用ジャケット２の出口２ｂの側への流通を遮断する。流路２２の途中には、逆止弁Ｖ５が設けられている。これにより、ブロック用ジャケット２の出口２ｂの側からリザーバタンク４ａの側への流通を遮断する。

前記ブロック用ジャケット２から冷却液を抜き取って、抜き取った冷却液をリザーバタンク４ａに貯留するには、図１に示すように、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になった状態で、循環ポンプＰを駆動させ、三方弁Ｖ２を閉じ状態にする。ブロック用ジャケット２の冷却液は、流路１５、流路１９、流路１３を通って循環ポンプＰに流れ込む。循環ポンプＰから送り出された冷却液は、流路１３、流路１４を通ってヘッド用ジャケット１に流れ込む。ヘッド用ジャケット１の冷却液は、流路１７、流路１６を通ってラジエータＲに流れ込む。ラジエータＲの冷却液は、流路２０を通ってリザーバタンク４ａに貯まる。

このように、流路１５のうち三方弁Ｖ２と入口２ａとの間、流路１９、流路１３のうち接続点ＣＰと分岐点ＳＰとの間、流路１４、流路１７、流路１６、流路２０等が、ブロック用ジャケット２とリザーバタンク４ａとに亘って冷却液を流通させる連通流路３を構成し、その連通流路３、循環ポンプＰ、リザーバタンク４ａが、ブロック用ジャケット２から冷却液を抜き取って、抜き取った冷却液をリザーバタンク４ａに貯留する貯留機構Ｂを構成する。流路１６の冷却液の一部は、バイパス流路６、流路１３、流路１４を通ってヘッド用ジャケット１に戻る。このため、循環ポンプＰを駆動させてブロック用ジャケット２の冷却液をヘッド用ジャケット１を通過させつつリザーバタンク４ａに貯めるときに、冷却液の一部がヘッド用ジャケット１に戻ってしまう。しかし、上述したように、バイパス流路６の通流抵抗はラジエータ側流路５の通流抵抗よりも大きいため、ヘッド用ジャケット１に戻る冷却液の量は少ない。

尚、バイパス流路６の途中に開閉弁を設けてあれば、ヘッド用ジャケット１に戻る冷却液を完全に遮断することができる。前記リザーバタンク４ａに冷却液が貯まるのに伴ってリザーバタンク４ａのエアは、流路２２、流路１８を通ってブロック用ジャケット２に流れ込む。つまり、ブロック用ジャケット２には、抜けた冷却液の代わりにエアが導入される。

前記ヘッド用ジャケット１およびブロック用ジャケット２とラジエータＲとの間で冷却液を循環させるには、図４に示すように、サーモ弁Ｖ１が開き状態になった状態で、前記循環ポンプＰを駆動させ、三方弁Ｖ２を開き状態にする。ラジエータＲの出口から出た冷却液は、流路１１、流路１３を通って循環ポンプＰに流れ込む。循環ポンプＰから送り出された冷却液は、流路１３を通って流路１４及び流路１５に分流する。流路１４の冷却液は、ヘッド用ジャケット１、流路１７を通る。流路１５の冷却液は、ブロック用ジャケット２、流路１８を通る。流路１７及び流路１８の冷却液は、流路１６に合流してラジエータＲの入口に戻る。

以上の構成により、循環ポンプＰを駆動させ、三方弁Ｖ２を閉じ状態にすることにより、ヘッド用ジャケット１に冷却液を循環させつつブロック用ジャケット２の冷却液を抜取流路１９を介して抜き取って、抜けた冷却液の代わりにエアを導入する第１状態に切り換わる。循環ポンプＰを駆動させ、三方弁Ｖ２を開き状態にすることにより、第１流路１４及び第２流路１５を介してヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２に冷却液を循環させる第２状態に切り換わる。このように、三方弁Ｖ２が、循環流路Ｊを第１状態と第２状態とに切り換える流路切換機構Ａを構成する。

前記循環ポンプＰは、回転数の制御が可能な電動のウォーターポンプである。この循環ポンプＰは、冷却液の液温に応じて連続的に回転数が変化するように制御され、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２とラジエータＲとの間で循環する冷却液の単位時間当たりの流量を増加させる。これにより、冷却液の液温を適正温度に維持することができる。尚、後述するＥＣＵ（図示しない）が、燃料噴射量、エンジン回転数、エンジン温度、あるいはその組み合わせに応じて回転数が変化するように循環ポンプＰを制御してもよい。循環ポンプＰは、遠心式や容積式等、種々のポンプが適用可能である。

前記サーモ弁Ｖ１は、冷却液の温度に応じて自動的に開閉する弁である。冷却液の液温が所定温度未満のときには、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態となり、冷却液がバイパス流路６に循環する。冷却液の液温が所定温度以上のときには、サーモ弁Ｖ１が開き状態となり、冷却液の大部分がラジエータ側流路５に循環する。これにより、エンジンＥの暖機時には、冷却液がラジエータＲを通過しないので暖機を促進できる一方、エンジンＥの暖機完了時には、冷却液の大部分がラジエータＲを通過するので、エンジンＥを冷却できる。尚、冷却液がより多くラジエータ側流路５に循環するように、バイパス流路６の途中に制御弁を設けてもよい。

次に、本実施形態に係るエンジンＥの冷却装置の制御構成について説明する。
前記流路切換機構Ａは、温度センサ９、制御機構（図示しない）等をさらに備えている。制御機構は、本実施形態に係るエンジンＥの冷却装置の各部の動作制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、温度センサ９を含む車両の各部に備えられた各種のセンサ等からの情報に基づいて、循環ポンプＰ、三方弁Ｖ２を含むエンジンＥの冷却装置の各部に対して制御信号を送信し、それらの各部の動作制御を行う。

（エンジン始動時）
エンジンＥの始動直後は、シリンダブロック７の暖機を促進しながらも、シリンダヘッド８にヒートショックやヒートスポットが発生することを防止する必要がある。特に、アルミ合金製のシリンダヘッド８は熱に弱いので、ヒートショックやヒートスポットの発生を防止する必要がある。
そこで、エンジンＥの始動に際して、ヘッド用ジャケット１に冷却液を循環させつつブロック用ジャケット２の冷却液を抜き取る第１状態にしておく。具体的には、イグニッションキー（図示しない）にてエンジンＥを始動した時や、スマートキー（図示しない）にてドア（図示しない）のロックを解除した時に、三方弁Ｖ２を閉じ状態にし、循環ポンプＰを駆動させる。このとき、冷却液の液温は所定温度未満であり、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になっている（図１を参照）。これにより、ブロック用ジャケット２の冷却液がヘッド用ジャケット１を通過しつつリザーバタンク４ａに排出される。

尚、循環ポンプＰの負荷をＥＣＵがモニターして、循環ポンプＰがエアを吸い込んだときに生じる循環ポンプＰの負荷の変動によりブロック用ジャケット２の冷却液の水抜きが完了したと判断したり、あるいは、循環ポンプＰを作動させてから所定時間経過後にブロック用ジャケット２の冷却液の水抜きが完了したと判断して、循環ポンプＰを停止してもよい。これにより、循環ポンプＰがエアを吸い込むことが少なくなり、循環ポンプＰの耐久性及び作業性が向上する。
又、坂道を走行するときに車両が傾斜姿勢になってもエア抜きや冷却液の出し入れをスムーズに行うために、リザーバタンク４ａの位置をラジエータＲやエンジンＥよりも高くしてある。

（暖機運転時）
ブロック用ジャケット２の冷却液の水抜きが完了すると、エンジンＥの暖機が完了するまでブロック用ジャケット２から冷却液が抜き取られた状態に維持する必要がある。そこで、ブロック用ジャケット２の冷却液の水抜きが完了すると、循環ポンプＰを停止し、三方弁Ｖ２を閉じ状態に維持する。このとき、冷却液の液温は所定温度未満であり、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になっている（図２を参照）。ヘッド用ジャケット１がブロック用ジャケット２よりも高い位置に設けられているが、ヘッド用ジャケット１の冷却液がブロック用ジャケット２に戻ることはない。流路１５に設けられた三方弁Ｖ２及び流路１９に設けられた逆止弁Ｖ３がブロック用ジャケット２への流れを遮断するからである。これにより、ブロック用ジャケット２から冷却液が抜き取られ、ヘッド用ジャケット１に冷却液が滞留する状態に維持できる。このため、シリンダヘッド８にヒートショックやヒートスポットが発生したり、シリンダヘッド８が損傷することを防止しながらも、エンジンＥの燃焼室周りの熱損失を低減し、シリンダヘッド８及びシリンダブロック７の温度を早く上昇させて、フリクションロスを低くすることができる。

（暖機運転完了時）
エンジンＥが始動した後、時間の経過と共にエンジンＥの燃焼室壁面の温度が上昇する。このとき、エンジンＥの過熱を防止するために、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２に冷却液を流通させる第２状態にする必要がある。そこで、温度センサ９にて検出された液温がエンジンＥが過熱する虞が生じる温度になったときに循環ポンプＰを駆動させ、三方弁Ｖ２を開き状態にする。このとき、循環する冷却液の液温は依然として所定温度未満であり、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になっている（図３を参照）。リザーバタンク４ａの冷却液は、流路２１、バイパス流路６、流路１３を通って循環ポンプＰに流れ込む。循環ポンプＰから送り出された冷却液は、流路１３を通って流路１４及び流路１５に分流する。流路１４の冷却液は、ヘッド用ジャケット１、流路１７を通る。流路１５の冷却液は、ブロック用ジャケット２を通る。このとき、ブロック用ジャケット２に流れ込んだ冷却液によってブロック用ジャケット２のエアは流路１８に押し出される。流路１７の冷却液及び流路１８に含まれるエアは、流路１６に合流してラジエータＲに流れ込む。ラジエータＲのエアは、流路２０を通ってリザーバタンク４ａに貯まる。これにより、ブロック用ジャケット２のエアがリザーバタンク４ａに抜け、ブロック用ジャケット２に冷却液が供給される。

（通常運転時）
エンジンＥを適正な温度に維持するためにシリンダヘッド８及びシリンダブロック７を冷やす必要がある。そこで、循環ポンプＰを駆動状態に維持し、三方弁Ｖ２を開き状態に維持する。このとき、冷却液の液温は所定温度以上になり、サーモ弁Ｖ１が開き状態になる（図４を参照）。これにより、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２とラジエータＲとの間で冷却液が循環し、シリンダヘッド８及びシリンダブロック７を冷やしてエンジンＥの温度を適正な温度範囲に維持する。

（エンジン停止時）
エンジンＥの停止時には循環ポンプＰも停止し、三方弁Ｖ２を開き状態に維持する。停止直後のエンジンＥは高温となっているため、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２に冷却液を滞留させた状態としておき、エンジンＥの冷却効果を維持させる。尚、エンジンＥの停止時に、循環ポンプＰをしばらく運転してヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２に冷却液を循環させた後に停止させることとすれば、エンジンＥの冷却が一層促進され、デッドソークによるエンジンＥの過熱状態の発生をより確実に防止することができる。

〔第２実施形態〕
この実施形態では、第１実施形態の構成と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。

上記第１実施形態では、前記流路１５に三方弁Ｖ２を設け、当該三方弁Ｖ２から延びる流路１９に逆止弁Ｖ３を設けていた。しかし、図５〜図８に示すように、本実施形態では、三方弁Ｖ２に代えて第１二方弁Ｖ６（弁機構の一例）を設け、流路１５のうち第１二方弁Ｖ６とブロック用ジャケット２の入口２ａとの間から延びる流路１９の途中に逆止弁Ｖ３に代えて第２二方弁Ｖ７（弁機構の一例）を設けてある。
次に、本実施形態に係るエンジンＥの冷却装置の制御構成について説明する。

（エンジン始動時）
エンジンＥの始動に際して、ヘッド用ジャケット１に冷却液を循環させつつブロック用ジャケット２の冷却液を抜き取る第１状態にしておく。具体的には、イグニッションキー（図示しない）にてエンジンＥを始動した時や、スマートキー（図示しない）にてドア（図示しない）のロックを解除した時に、第１二方弁Ｖ６を閉じ状態にし、第２二方弁Ｖ７を開き状態にし、循環ポンプＰを駆動させる。このとき、冷却液の液温は所定温度未満であり、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になっている（図５を参照）。これにより、ブロック用ジャケット２の冷却液がヘッド用ジャケット１を通過しつつリザーバタンク４ａに排出される。

（暖機運転時）
ブロック用ジャケット２の冷却液の水抜きが完了すると、循環ポンプＰを停止し、第１二方弁Ｖ６を閉じ状態に維持し、第２二方弁Ｖ７を閉じ状態にする。このとき、冷却液の液温は所定温度未満であり、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になっている（図６を参照）。これにより、ブロック用ジャケット２に冷却液が存在せず、ヘッド用ジャケット１に冷却液が滞留する状態に維持できる。

（暖機運転完了時）
エンジンＥが始動した後、時間の経過と共にエンジンＥの燃焼室壁面の温度が上昇する。このとき、循環ポンプＰを駆動させ、第１二方弁Ｖ６を開き状態にし、第２二方弁Ｖ７を閉じ状態に維持する。このとき、循環する冷却液の液温は依然として所定温度未満であり、サーモ弁Ｖ１が閉じ状態になっている（図７を参照）。これにより、ブロック用ジャケット２のエアがリザーバタンク４ａに抜け、ブロック用ジャケット２に冷却液が供給される。

（通常運転時）
循環ポンプＰを駆動状態に維持し、第１二方弁Ｖ６を開き状態に維持し、第２二方弁Ｖ７を閉じ状態に維持する。このとき、循環する冷却液の液温は所定温度以上になり、サーモ弁Ｖ１が開き状態になる（図８を参照）。これにより、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２とラジエータＲとの間で冷却液が循環する。さらに、通常運転時に第１二方弁Ｖ６の流量を絞ることでブロック用ジャケット２の側に流れる冷却液の流量を絞ることができる。特に、高負荷運転時には、例えばヘッド用ジャケット１の側に流れる流量とブロック用ジャケット２の側に流れる流量との割合を７：３の割合にする等、ヘッド用ジャケット１の側に流れる流量をブロック用ジャケット２の側に流れる流量よりも多くすることにより、シリンダヘッド８を重点的に冷やすことができる。

（エンジン停止時）
エンジンＥの停止時には、循環ポンプＰも停止し、三方弁Ｖ２を開き状態に維持する。停止直後のエンジンＥは高温となっているため、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２には冷却液を滞留させた状態としておき、エンジンＥの冷却効果を維持させる。

〔別実施形態〕
（１）上記各実施形態では、エンジンＥに冷却液の液温を検出する温度センサ９を設ける構成を例示した。しかし、温度センサ９は、冷却液の液温を検出するものではなく、エンジンＥの燃焼室周りの壁温を検出するものでもよい。

（２）上記各実施形態では、エンジンＥの始動時に、ヘッド用ジャケット１に冷却液を循環させつつブロック用ジャケット２の冷却液を抜き取る構成を例示した。しかし、温度センサ９にて検出された温度が所定温度以上であると、エンジンＥの始動時であってもブロック用ジャケット２に冷却液を保持する状態にしておいてもよい。

（３）上記各実施形態では、流路２２には逆止弁Ｖ５が設けられている構成を例示した。しかし、エア抜きをすばやく行うために、所定の系統圧以上の場合に閉弁して冷却液を流し、所定の系統圧以下の場合に開弁してエアを流す弁にしたり、オリフィスにしてもよい。

（４）上記第２実施形態では、暖機運転時に循環ポンプＰを停止してヘッド用ジャケット１に冷却液を滞留させる構成を例示した。しかし、循環ポンプＰを駆動させてヘッド用ジャケット１に冷却液を循環させてもよい。この場合、シリンダヘッド８からの熱損失は増加し、暖気促進の効果は目減りする方向であるが、暖機中の急激な高負荷運転に対するエンジンの信頼性はさらに高まる。

（５）上記各実施形態では、リザーバタンク４ａを設ける構成を例示した。しかし、リザーバタンク４ａを省略してもよい。このとき、ブロック用ジャケット２から抜き取られた冷却液を貯めることができるようラジエータ容量を大きくするなどの構成が可能である。

（６）図９に示すように、戻り流路２４のうち第１流路１４及び第２流路１５に分岐する分岐点が２つある場合がある。このとき、上流側の分岐点を本発明の分岐点ＳＰとし、循環ポンプＰを戻り流路２４のうち接続点ＣＰと分岐点ＳＰとの間に備える。

本発明は、ヘッド用ジャケット１及びブロック用ジャケット２の冷却液を冷却するラジエータＲと、ラジエータＲと双方のジャケット１、２との間で冷却液を循環させる循環流路Ｊと、循環流路Ｊを介して冷却液を流動させる循環ポンプＰとを備える各種のエンジンＥの冷却装置に適応可能である。

１ ヘッド用ジャケット
２ ブロック用ジャケット
７ シリンダブロック
８ シリンダヘッド
９ 温度検出手段
１４ 第１流路
１５ 第２流路
１９ 抜取流路
２４ 戻り流路
Ａ 流路切換機構
Ｂ 貯留機構
ＣＰ 接続点
Ｅ エンジン
Ｊ 循環流路
Ｐ ポンプ
Ｒ ラジエータ
ＳＰ 分岐点
Ｖ２、Ｖ６、Ｖ７ 弁機構

Claims (5)

1. 冷却液を冷却するラジエータと、
   エンジンのシリンダヘッド及びシリンダブロックに冷却液を流通させるヘッド用ジャケット及びブロック用ジャケットと、
   前記ラジエータと双方のジャケットとに亘って冷却液を循環させる循環流路と、
   前記循環流路を介して冷却液を流動させるポンプとを備え、
   前記ポンプの駆動に際して、前記循環流路を、前記ヘッド用ジャケットに冷却液を保持しつつ前記ブロック用ジャケットの冷却液を減少させる第１状態と、双方のジャケットに冷却液を保持する第２状態とに切り換える流路切換機構を備えたエンジンの冷却装置。
2. 前記第１状態として、前記ヘッド用ジャケットに冷却液を滞留または循環させつつ前記ブロック用ジャケットの冷却液を減少させて空気を導入し、
   前記第２状態として、前記双方のジャケットに冷却液を滞留または循環させる請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
3. 前記ブロック用ジャケットの冷却液を抜き取ると共に、抜き取った冷却液を貯留可能な貯留機構を更に備えた請求項１又は２に記載のエンジンの冷却装置。
4. 前記循環流路が、前記ラジエータから前記エンジンの側に接続する戻り流路と、当該戻り流路から前記ヘッド用ジャケットに分岐する第１流路と、前記戻り流路から前記ブロック用ジャケットに分岐する第２流路とを備え、
   前記貯留機構を構成する抜取流路が前記ブロック用ジャケットから前記戻り流路に接続され、
   前記ポンプを、前記戻り流路のうち、前記抜取流路が接続される接続点と、前記第１流路及び前記第２流路に分岐する分岐点との間に備えると共に、
   前記流路切換機構が、前記第２流路の冷却液の流通と前記抜取流路の冷却液の流通とを選択する弁機構を備えている請求項３に記載のエンジンの冷却装置。
5. 前記流路切換機構が、前記冷却液の温度を検出する温度検出手段を備えると共に、当該温度検出手段にて検出された温度に基づいて、前記弁機構を制御するように構成してある請求項４に記載のエンジンの冷却装置。

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