JP4983560B2

JP4983560B2 - エンジンの冷却装置

Info

Publication number: JP4983560B2
Application number: JP2007296115A
Authority: JP
Inventors: 邦彦林; 日出夫小林; 克彦蟻沢; 敏久杉山; 賢一山田; 亮道川内; 章仁細井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009121339A

Description

本発明は、エンジンの効果的な暖機と冷却とを行うことができるエンジンの冷却装置に関する。

エンジンは、暖機が完了していない状態ではフリクションが大きい等の問題があることから早期の暖機完了が求められる。特に、シリンダボアやピストン、クランクシャフト等の摺動部を有する構成要素は効率のよい運転を実現するために早期暖機完了が望まれる。通常のエンジンは筒内爆発が開始されるとシリンダブロックやシリンダヘッド等のエンジン構成要素、さらに、これらのエンジン構成要素に形成された油路中を循環するエンジンオイル、ウォータジャケット中を循環する冷却水が温められ、徐々に暖機が進行する。

また、その一方で、暖機後はエンジン各部の温度が過度に上昇することを回避すべく、エンジンには冷却装置が搭載されている。

このようなエンジンの冷却装置には種々の形式のものがあり、例えば、暖機を必要とする冷間始動時には、シリンダブロックへの冷却水の循環を抑制して早期の暖機を実現し、暖機が完了するとシリンダブロックへの循環を開始するような構成としたエンジンの冷却装置が提案されている。このようなエンジンの冷却装置は、種々提案されているが、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００６−２１４２８０号公報

ところで、前記のようなエンジンの冷却装置では、ウォータジャケットにおける冷却水の循環を抑制又は停止させることがある。このような制御を行う場合、オーバーヒート回避のためには、より高精度な水温の検出が必要となる。例えば、冷却水の循環の抑制、停止を実現する機構が故障するとオーバーヒートの兆候を示すことがある。オーバーヒートの兆候が現れるとき、シリンダブロック自体の温度が上昇するとともに、水温も上昇することから、水温センサが高温を指示することにより、エンジンの冷却装置の異常を予測、判断することができる。ところが、オーバーヒートの兆候を水温により捕捉しようとすると、水温センサがウォータジャケット外部から流入した低温の冷却水の温度を測定してしまい、エンジン内部の温度状態を正確に反映していない場合がある。このように水温センサがエンジン内部の温度状態を正確に反映しない場合には、冷却水の循環、停止のきめ細かな制御、オーバーヒートの適切な回避が妨げられることがある。

そこで、本発明は、エンジンの早期暖機、エンジンの効率的な冷却効果を得ることができるエンジンの冷却装置において、エンジン内部の温度状態を的確に把握することを課題とする。

かかる課題を解決する本発明によれば、ウォータポンプと、シリンダヘッドの内部に設けられたヘッド流路と、シリンダブロック内部を通過して前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロック内流路と、前記ウォータポンプにより供給される冷却水の前記ヘッド流路及び前記ブロック内流路での流通状態を変更する流通可変手段と、前記流通可変手段と並列に配置され、前記ウォータポンプの吐出圧に応じて開弁して、前記ブロック内流路に冷却水を流入させる差圧弁と、前記差圧弁から前記ブロック内流路内に流入した冷却水の前記ブロック内流路内での流通方向に対して前記差圧弁よりも上流側に設置された水温センサと、を備えたことを特徴としたエンジンの冷却装置が提供される（請求項１）。エンジンの冷却装置は、前記流通可変手段によりエンジンの暖機状態に応じて冷却水の流通状態を制御してエンジンの早期の暖機、適切な冷却を行う。例えば、前記ブロック内流路とは別に、前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロックバイパス流路を設ける。さらに、前記流通可変手段の具体的な構成として前記ウォータポンプにより供給される冷却水を前記ブロックバイパス流路又は前記ブロック内流路へ流通させる切替弁を備えた構成とすることができる。これにより、ブロック内流路における冷却水の循環の抑制、停止を行うことができる。前記差圧弁は、冷却水の温度上昇に先立ってブロック内流路へ冷却水を流通させることができる。すなわち、ウォータポンプの吐出量はエンジンの回転数に比例して増加し、冷却水圧力を上昇させるから、冷却水圧力が差圧弁の開弁圧に達すれば前記切替弁の状態にかかわらず冷却水がブロック内流路を流通するようになる。この結果、エンジンが過熱状態となることを抑制することができる。ところが、圧力に応じてのみブロック内流路内へ流入する冷却水は、エンジン内部の温度状態の的確な把握に影響を及ぼすことが考えられる。例えば、ブロック内流路へ冷却水を流通させ、エンジンを冷却しなければならない状況で、前記切替弁が適切に作動していない等の不具合がある場合、シリンダブロック、冷却水は高温となることがある。従って、水温センサは、通常であれば、高温を示す。ところが、差圧弁が作動し、シリンダブロックの外部から低温の冷却水が流入し、水温センサがこの流入した冷却水の影響を受けると本来のエンジン内部の温度状態とは異なる検知結果を示しかねない。そこで、水温センサの配置を本発明の配置とすれば、適切なエンジン内部の温度状態を把握することができる。

このような対策を施した状態においてブロック内流路内の冷却水の温度が高温を示すときは、例えば、前記流通可変手段に不具合があると判定することができる。すなわち、切替弁等の流通可変手段の故障検出を行うことができる。

なお、シリンダブロック温度の過上昇を検出するためにはシリンダブロックに直接壁温センサを装着することも考えられる。但し、シリンダブロックの温度を直接測定するセンサはその温度域に対応するものは高価となる。そこで、水温センサを用い、その水温センサの配置、また、後述するようにカバーを装着する等すれば、高価な壁温センサを用いることなく、エンジン内部の温度状態を把握することができる。

より適切には、前記流通可変手段は、前記ブロック内流路内での冷却水の流通方向に対して前記差圧弁よりも上流側に設置され、前記水温センサは、前記流路可変手段と前記差圧弁との間に配置された構成とすることができる（請求項２）。このような構成とすることにより、差圧弁から流入する冷却水を、極力、水温センサ側へ流通させないようにする。流通可変手段や差圧弁の装着位置は、種々想定されるが、要は、水温センサの配置位置を、差圧弁から流入する冷却水の流れる方向を考慮して、極力、流入した冷却水の温度を測温することがない位置とする。

このようなエンジンの冷却装置は、前記差圧弁より流入した冷却水が前記水温センサの水温検知部へ接近することを抑制するカバーを備えた構成とすることができる（請求項３）。このようなカバーを装着することにより測温の直前に外部より流入してきた冷却水の温度の影響を受けることを抑制することができる。これにより、適切にエンジン内部の温度状態を把握することができる。

このようなカバーを装着すれば、差圧弁の位置に関わらず差圧弁から流入する冷却水の影響を緩和することができる。すなわち、ウォータポンプと、シリンダヘッドの内部に設けられたヘッド流路と、シリンダブロック内部を通過して前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロック内流路と、前記ウォータポンプにより供給される冷却水の前記ヘッド流路及び前記ブロック内流路での流通状態を変更する流通可変手段と、前記流通可変手段と並列に配置され、前記ウォータポンプの吐出圧に応じて開弁して、前記ブロック内流路に冷却水を流入させる差圧弁と、前記ブロック内流路を流通する冷却水温度を測定する水温センサと、前記ブロック内流路外から流入した冷却水が前記水温センサの水温検知部へ接近することを抑制するカバーと、を備えたエンジンの冷却装置とすることができる（請求項４）。

このようなカバーは、シリンダブロックと一体とされた構成とすることができる（請求項５）。エンジンが熱的に厳しい条件下にあるとき、焼き付き等、エンジンの不具合に直接的に問題となるのはシリンダブロックの温度である。そこで、カバーをシリンダブロックと一体とすれば、カバーを介した伝熱によりシリンダブロックの温度を水温センサの測温に反映させることができる。但し、水温センサ自体は、冷却水中に存することとなるので、水温センサの測温領域を外れること、水温センサの破損等は抑制される。

また、このようなカバーは、前記水温センサと一体とされた構成とすることができる（請求項６）。カバーを水温センサと一体とすれば、シリンダブロックへの装着が容易となる。このとき、カバーをシリンダブロックへ接触させることによりシリンダブロックの温度異常を検知することが容易となる。但し、カバーの材質として熱伝達性の低いものを選定することにより、低温の冷却水がカバーの周囲に流入してきたときの、低温の冷却水の測温への影響を緩和することができる。

さらに、このようなカバーは、透孔を備えた構成とすることができる（請求項７）。カバーは、差圧弁から流入する低温の冷却水が水温検知部へ極力接近しないように設けられるものである。その一方で、水温センサは、エンジン内部が異常な過熱状態になると破損のおそれが高くなる。透孔を設けることにより水温検知部周囲の温度が、水温センサの使用可能領域に極力収まるようにすることができる。ただし、透孔の径が大きすぎると、差圧弁から流入した冷却水が即座に水温検知部周囲に到達してしまうこととなり、本発明の本来の目的を達成できなくなってしまう。そこで、この透孔の径、配置は装置毎に冷却水の循環、昇温特性等を考慮して決定される適合要素となる。

本発明のエンジンの冷却装置によれば、差圧弁を介してブロック内流路へ流入する冷却水の流通方向を避け、また、当該冷却水が水温検知部の近傍へ接近しないように水温センサを配置し、また、カバーを装着するようにしたので、差圧弁か流入した低温の冷却水の影響を緩和してエンジン内部の温度状況を適切に把握することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

本発明の実施例１について図面を参照して説明する。図１は実施例１のエンジン１における冷却水の流路を模式的に示した説明図である。エンジン１は、図示しないクランクシャフトの回転を動力源として駆動されるウォータポンプ２と、シリンダヘッド３とシリンダブロック４を備えている。そして、シリンダヘッド３の内部には、冷却水が流通するヘッド流路６が設けられている。

さらに、エンジン１には、シリンダブロック４の内部を通過して、ヘッド流路６へ冷却水を供給するブロック内流路７と、ブロック内流路７をバイパスして、ヘッド流路６へ冷却水を供給するブロックバイパス流路８が設けられている。ブロックバイパス流路８はシリンダブロック４の内部を通過せずに、ヘッド流路６へ直接冷却水を供給する。ブロック内流路７はいわゆるウォータジャケットであって、ヘッド流路６へ冷却水を流通させる流路であるだけでなく、シリンダブロック４を冷却するものである。ブロック内流路７とヘッド流路６とは水穴９によって連通されている。このようなブロック内流路７は、ブロックバイパス流路８と比較して容積が大きい。従って、ブロック内流路７を経由してヘッド流路６へ冷却水を供給する場合、多量の冷却水をヘッド流路６へ流通させることができる。

このようなブロック内流路７からはオイルクーラ１１が配設されたオイルクーラ流路１０が分岐している。このオイルクーラ流路１０は、後述するラジエータ１５と第二サーモスタット１７との間の流路である第一流路１９に合流している。

なお、本実施例におけるブロックバイパス流路８は、シリンダブロック４の内部を通過しない構成としているが、ブロックバイパス流路８の一部がシリンダブロック４の内部を通過するように構成することもできる。

以上のようなブロック内流路７とブロックバイパス流路８にはいずれもウォータポンプ２から吐出された冷却水が流入するが、その分岐点には本発明における流通可変手段（切替弁）に相当する第一サーモスタット１２が配設されている。第一サーモスタット１２は、冷却水の流通をブロック内流路７とブロックバイパス流路８とで切り替えることができる。これにより、ウォータポンプ２により供給される冷却水のヘッド流路６及びブロック内流路７での流通状態を変更することができる。この第一サーモスタット１２につき図２を参照しつつ詳細に説明する。第一サーモスタット１２は、ウォータポンプ２側の第一接続口１２ａ、ブロック内流路７側の第二接続口１２ｂ、ブロックバイパス流路８側の第三接続口１２ｃを備えている。図２（ａ）は冷却水温度が第一サーモスタット１２の作動開始温度であるＴ１℃以下であって、第一接続口１２ａと第三接続口１２ｃとが連通している様子を示すものである。図２（ｂ）は冷却水温度がＴ１℃に達し、第一接続口１２ａと第二接続口１２ｂとが連通している様子を示すものである。すなわち、ウォータポンプ２から吐出された冷却水は、冷却水温度がＴ１℃以下のときはブロックバイパス流路８側を流通し、冷却水温度がＴ１℃に達するとブロック内流路７側へ流通し始める。なお、第一サーモスタット１２が図２（ｂ）に示す状態となると、ウォータポンプ２から吐出された冷却水はほぼ全量、ブロック内流路７側へ流通することとなるが、第一サーモスタット１２が図２（ａ）に示す状態から図２（ｂ）に示す状態へ移行する遷移時間域においては、冷却水はブロック内流路７とブロックバイパス流路８の双方に流通することがある。

エンジン１のウォータポンプ２とブロック内流路７との間には、このような第１サーモスタット１２と並列して配置され、ウォータポンプ２の吐出圧に応じて開弁してブロック内流路７に冷却水を流入させる差圧弁１４が配設されている。この差圧弁１４は、冷却水温度に依存せずにウォータポンプ２が吐出した冷却水をブロック内流路７へ流通させることができるものである。すなわち、差圧弁１４が開弁すれば、冷却水温度がＴ１℃に達していない場合であっても冷却水をブロック内流路７へ流通させることができる。このような差圧弁１４は、ウォータポンプ２の吐出口２ａとブロック内流路７とを繋ぐ流路中に配設されており、ウォータポンプ２の吐出圧が高くなりブロック内流路７内の圧力とに一定の圧力差が生じたときに開弁するようになっている。本実施例ではエンジン１の回転数がほぼ４０００ｒｐｍに達したときの吐出圧で開弁するようにチューニングされている。

ウォータポンプ２の上流側には、リザーブタンク流路１８によって接続されたラジエータ１５とリザーブタンク１６とが配設されている。またラジエータ１５との間に本発明における第二三方弁に相当する第二サーモスタット１７が配設されている。ラジエータ１５と第二サーモスタット１７とは第一流路１９によって接続されており、第二サーモスタット１７とウォータポンプ２とは第二流路２０によって接続されている。また、リザーブタンク１６とウォータポンプ２とは第三流路３４によって接続されている。

ここで、第二サーモスタット１７につき図３を参照しつつ詳細に説明する。この第二サーモスタット１７は第一流路１９と後述するラジエータバイパス流路２７との合流点に配設されるものでヘッド流路６内を流通した後の冷却水をラジエータ１５へ流通させるか又はラジエータ１５をバイパスさせるかを切り替えるものである。このような第二サーモスタット１７は、第一流路１９側の第一接続口１７ａ、第二流路２０側の第二接続口１７ｂ、ラジエータバイパス流路２７側の第三接続口１７ｃを備えている。図３（ａ）は冷却水温度が第二サーモスタット１７の作動開始温度であるＴ２℃以下であって、第二接続口１７ｂと第三接続口１２ｃとが連通している様子を示すものである。図３（ｂ）は冷却水温度がＴ２℃に達し、第一接続口１７ａと第二接続口１７ｂとが連通している様子を示すものである。すなわち、ヘッド流路６内を流通した後の冷却水は、冷却水温度がＴ２℃以下のときはラジエータバイパス流路２７側を流通し、冷却水温度がＴ２℃に達すると第一流路１９、すなわち、ラジエータ１５へ流通し始める。

このようにラジエータ１５又はラジエータバイパス流路２７を流通する冷却水はヘッド流路６内を流通した後の冷却水である。このヘッド流路６内を流通した後の冷却水は、ヘッド出口６ａの下流の第一分岐点２１において、第四流路２２、第五流路２３さらに第六流路２４の３つの流路に分岐する。以下、この３つの流路について説明する。

第四流路２２は第二分岐点２５においてさらにヒータ流路２８とクーラ流路２９の二つの流路に分岐している。ヒータ流路２８にはヒータ３１が配設されており、クーラ流路２９にはＥＧＲクーラ３２が配設されている。また、ヒータ流路２８にはヒータ３１の上流側にバイメタルからなり本発明における感熱弁に相当するヒータバルブ３０が配設されている。このようなヒータ流路２８とクーラ流路２９は第一合流点３３で合流した後、ウォータポンプ２と第二サーモスタット１７とを接続する第二流路２０へ合流する。

第五流路２３にはターボチャージャ（Ｔ／Ｃ）２６が配置されており、その下流側はラジエータ１５と第二サーモスタット１７とを接続する第一流路１９に合流している。

また、第六流路２４は第三分岐点３５においてさらに前述した第七流路３６とラジエータバイパス流路２７とに分岐する。第七流路３６は前述のようにラジエータ１５と接続されている。一方、ラジエータバイパス流路２７は前述したように第二サーモスタット１７の第三接続口１７ｃへ接続されている。

以上のように構成されたエンジン１の冷却装置では、第一サーモスタット１２が冷却水温度に応じて流路を変更するため、エンジン１は、エンジン１の冷却水温度がＴ１℃以下の冷間始動時の冷却水の流路と、エンジン１の冷却水温度がＴ１℃に達した暖機後の冷却水の流路とでは異なる流路を形成している。

このようなエンジン１はブロック内流路７に水温センサ５１を備えている。図４は、エンジン１を側面から観た模式図である。この図４を参照しつつ、水温センサ５１の装着位置について説明する。まず、差圧弁１４はシリンダブロック４の上部から冷却水を流入させる位置に取り付けられる。これに対し、本発明における流通可変手段を構成する第一サーモスタット１２は、シリンダブロック４の下部に位置するように設けられる。このような第一サーモスタット１２からブロック内流路７内へ流入する冷却水は主としてヘッド流路６へ向かう上昇流を形成する。すなわち、第一サーモスタット１２は、ブロック内流路７内での冷却水の流通方向に対して差圧弁１４よりも上流側に設置されている。水温センサ５１の垂直方向位置は、前記のように配置される差圧弁４、第一サーモスタット１２との間となっている。

図５は、シリンダブロック４の一部を断面とした説明図である。図５（ａ）は、シリンダブロック４に水温センサ５１を装着する以前の状態を示し、図５（ｂ）は、シリンダブロック４に水温センサ５１を装着した状態を示している。水温センサ５１は、水温検知部５１ａがウォータジャケット、すなわち、ブロック内流路７に露出するようにシリンダブロック４に装着される。

シリンダブロック４には、カバー５２がシリンダブロック４と一体となって形成されている。このカバー５２は、筒状をなしており、差圧弁４より流入した冷却水が水温センサ５１の水温検知部５１ａへ接近することを抑制するものである。カバー５２は、その内部に水温検知部５１ａが位置できるスペースが形成されている。これにより、水温検知部５１ａとカバー５２とは接触せず、両者間には冷却水が介在するようになる。このカバー５２が設けられていることにより、差圧弁４から流入した冷却水が水温検知部５１ａの近傍へ即座に到達することが抑制される。これにより、ブロック内流路７内の本来の水温を適切に把握することができる。また、カバー５２は、シリンダブロック４と一体となって形成されているため、シリンダブロック４のボア壁温を水温センサ５１における測温に反映させることができる。このとき、カバー５２と水温検知部５１ａとは接触していないので水温センサ５１が異常に熱せられることは抑制される。また、カバー５２には、透孔５２ａが形成されており、カバー５２内にも冷却水が循環するようになっているので、これによっても温度センサ５１の異常な過熱を抑制することができる。

なお、カバー５２に代えて、図６に示すようにカバー５３を備えた構成とすることもできる。すなわち、筒状のカバー５２に代えて、傘状のカバー５３を備えた構成とすることができる。カバー５３は、差圧弁４から流入する冷却水が水温検知部５１ａへ接近することを抑制することができればよい。従って、水温センサ５１と差圧弁４との位置関係に応じて適宜、配置、向きを変更することができる。このような傘状のカバー５３は、筒状のカバー５２と異なり、透孔は設けない構成とすることができる。

また、図５に示す例では、水温検知部５１ａとカバー５２とは接触させていないが、水温検知部５１の熱に対する保障が確認できれば、水温検知部５１ａは、カバー５２と接触させたり、シリンダブロック４へ接触させたりすることもできる。これにより、オーバーヒート状態、また、その兆候をより適切に把握することができる。

次に、以上のように構成されるエンジン１の冷間始動時の冷却水の流路について説明し、その後、エンジン１の暖機後の冷却水の流路について説明する。ここでは、冷間始動時とはエンジン１のシリンダブロック４が暖機を必要とする時期であり、エンジン１の冷却水温度がＴ１℃以下で、第一サーモスタット１２が図２（ａ）に示す状態となる場合を指している。一方、暖機後とは、エンジン１のシリンダブロック４が積極的に冷却を必要とする時期であり、冷却水温度がＴ１℃に達し、第一サーモスタット１２が図２（ｂ）に示す状態となった後を指している。

図７は冷間始動時のエンジン１内を流通する冷却水の流路を示した説明図である。図７では、冷間始動時に冷却水が流通している流路を実線で示し、冷却水が流通していない流路（冷却水が滞留する状態となる流路）を破線で示している。エンジン１の冷間始動時では、冷却水温度はＴ１℃以下であるため、第一サーモスタット１２はウォータポンプ２から供給される冷却水をブロックバイパス流路８へ流通させる。ところで、第二サーモスタット１７の流路が切り替わる温度Ｔ２℃は第一サーモスタット１２の流路が切り替わる温度Ｔ１℃とほぼ同等の温度である。このため、冷間始動時では、第二サーモスタット１７は、冷却水をラジエータバイパス経路２７から第二流路２０へ流通させている。

このような流路が形成された冷間始動時のエンジン１では、ウォータポンプ２から圧送される冷却水は第一サーモスタット１２を経由して、ブロックバイパス経路８を通じて、ヘッド流路６へ流入する。ヘッド流路６に流入した冷却水は、シリンダヘッド３を冷却する。ヘッド流路６内を流通した冷却水は、その後、ヘッド出口６ａから第一分岐点２１へ向かって流出する。第一分岐点２１に流入した冷却水は、第四流路２２と第六流路２４とに分流する。なお、冷間始動時ではサーモスタット１７の第一接続口１７ａが閉口した状態となっているために、第一流路１９には冷却水は流通していない。このため、第五流路２３の出口で冷却水は流出することができず、冷却水は第一分岐点２１から第五流路２３へはほとんど流入することがなく、滞留している。

第一分岐点２１から第四流路２２へ流入した冷却水は第二分岐点２５でヒータ流路２８とクーラ流路２９に分流する。クーラ流路２９に流入した冷却水はＥＧＲクーラ３２を冷却し、その後、第一合流点３３へ向かって流出する。一方、ヒータ流路２８への冷却水の流通状況は、ヒータ流路２８に備わるヒータバルブ３０の開閉状態によって異なる。ヒータバルブ３０は冷却水温度がＴ３℃以下では閉弁し、冷却水の流通を遮断する。このため、冷却水温度がＴ３℃を下回る場合には、ヒータ流路２８の冷却水は滞留する。暖機が進行し、冷却水温度がＴ３℃に達すると、ヒータバルブ３０が開弁して冷却水はヒータ３１へ流入するようになる。ヒータ３１は冷却水によって温められ、車内へ温風を供給することができる。こうしてヒータ流路２８を流通した冷却水は、第一合流点３３へ向かって流出し、クーラ流路２９から流出する冷却水と合流する。ヒータ流路２８及びクーラ流路２９から流出した冷却水は、第一合流点３３で合流後、第二流路２０へ向かって流れる。その後、ウォータポンプ２によって再びエンジン１内へ送出される。

一方、第一分岐点２１から第六流路２４に流入した冷却水は第三分岐点３５から、ラジエータパイパス経路２７へ流入する。ラジエータバイパス経路２７へ流入した冷却水はサーモスタット１７を経由し、流路２０へ流出する。その後、冷却水は、ウォータポンプ２によって再びエンジン１内へ送出される。なお、冷間始動時には、サーモスタット１７の第一接続口１７ａが閉口した状態となっているため、ラジエータ１５内の冷却水は流出することができない。このため、ラジエータ１５内及び第七流路３６内の冷却水は滞留している。

以上説明したようにエンジン１の冷間始動時には、シリンダブロック４を経由しないブロックバイパス経路８によって、シリンダヘッド３内のヘッド流路６に冷却水を供給する。これにより、シリンダヘッド３は冷却されるとともに、冷却水が滞留しているシリンダブロック４の早期暖機が行われる。また、ラジエータ１５の冷却水は滞留しているため、冷却水の昇温が妨げられることもない。さらに、冷却水温度がＴ３℃以下では、ヒータバルブ３０が閉弁しており、ヒータ流路２８への冷却水の流通は遮断されることから、ヒータ流路２８内で冷却水の熱量の損失を抑制することができる。これにより、冷却水の昇温が妨げられることがなく、エンジン１の早期暖機が可能となっている。

このような冷間始動時であっても、エンジン１が４０００ｒｐｍ以上の高回転となるときには、差圧弁１４が開弁し、ブロック内流路７へ冷却水が流入する。これにより、エンジン１が急激に高温となることを回避している。

次に、エンジン１の暖機後の冷却水の流路について説明する。暖機が進行し、エンジン１内の温度が上昇すると、これに伴いエンジン１の冷却水温度も上昇する。そして冷却水温度がＴ１℃に達すると、第一サーモスタット１２が作動し、冷却水の流路が切り替えられる。また、温度Ｔ１℃とほぼ同等な温度Ｔ２℃で作動する第二サーモスタット１７も冷却水の流路を切り替える。

図８は暖機後のエンジン１内を流通する冷却水の流路を示した説明図である。図８では、流通している流路を実線で示し、流通していない流路を破線で示している。エンジン１の暖機後では、冷却水温度がＴ１℃に達しているため、第一サーモスタット１２はウォータポンプ２から供給される冷却水をブロック内流路７へ流通させる。また、暖機後では、第二サーモスタット１７は、冷却水を第一流路１９から第二流路２０へ流通させている。

このような流路が形成された暖機後のエンジン１では、ウォータポンプ２から圧送される冷却水は第一サーモスタット１２を経由して、ブロック内流路７を通じてヘッド流路６へ流入する。この際、冷却水はシリンダブロック４を冷却する。ブロック内流路７を流通する冷却水の大部分は、シリンダブロック４に設けられた水穴９を通じて、シリンダヘッド３内のヘッド流路６へ流入し、シリンダヘッド３冷却する。ブロック内経路７の冷却水の一部は、流路１０へ流入する。流路１０に流入した冷却水はオイルクーラ１１を冷却し、その後、第一流路１９へ流入する。

ヘッド流路６内を流通した冷却水は、その後、ヘッド出口６ａから第一分岐点２１へ向かって流出する。冷却水は、第一分岐点２１で、第四流路２２、第五流路２３さらに第六流路２４へ分岐して流出する。このように、エンジン１の暖機後では第五流路２３に冷却水が流通する。これは、第二サーモスタット１７の第一接続口１７ａが開口した状態となり、第一流路１９に冷却水が流通しているので、第一流路１９の冷却水の流通に伴って第五流路２３の冷却水が流通するためである。このとき、第二サーモスタット１７の第三接続口１７ｃは閉口した状態となるため、バイパス通路２７内の冷却水は滞留している。

第一分岐点２１から分流し、第四流路２２へ流入した冷却水の流れは冷間始動時とほぼ同一であるため、ここではその詳細な説明は省略する。ただし、暖機後の冷却水温度では、ヒータバルブ３０は常に開弁しているので、ヒータ流路２８には冷却水が流通する状態となり、車内へ温風を供給することができる。

一方、第一分岐点２１から第五流路２３へ流入した冷却水はターボチャージャ２６の周辺に流入し、ターボチャージャ２６を冷却した後、第一流路１９へ合流し、再び、エンジン１内を循環する。

また、第一分岐点２１から第六流路２４へ流入した冷却水はラジエータ１５内へ流入する。ラジエータ内１５に流入した冷却水は冷却され、第一流路１９を通じて、第二サーモスタット１７へ流入する。その後、第二流路２０を通じて、ウォータポンプ２へ供給され、再びエンジン１内へ送出される。また、ラジエータ１５内の冷却水の一部は、リザーブタンク１６へ供給され、リザーブタンク１６内に貯留される。リザーブタンク１６内の冷却水は、必要に応じ、ウォータポンプ２へ第三流路３４を通じてウォータポンプ２へ供給される。

このようにして、暖機後のエンジン１では、シリンダブロック４を経由してシリンダヘッド３に冷却水を供給する冷却水の流路が形成されている。このため、積極的な冷却を必要とするシリンダブロック４をはじめ、その他冷却を必要とする各部に冷却水を供給し、当該箇所を冷却することができる。また、エンジン１の各部を循環し、昇温した冷却水は、ラジエータ１５を通じて冷却されるので、冷却水温度の過上昇を抑制することができる。

このように暖機完了後は、第一サーモスタット１２が作動することにより、冷却水は、シリンダブロック４を経由してシリンダヘッド３へ供給される。このため、シリンダヘッド３とともにシリンダブロック４も積極的に冷却することができる。しかし、第一サーモスタット１２が適切に作動しないと、シリンダブロック４の冷却が妨げられるため、エンジン１がオーバーヒートの兆候を示すおそれがある。このような状況となるとき、水温センサ５１は、高温を示し、エンジン１の異常、第一サーモスタット１２の異常を把握することが可能となる。このような状況でエンジン１が４０００ｒｐｍ以上の高回転となるとき、差圧弁１４が開弁し、ラジエータ１５で冷却された冷却水がブロック内流路７内へ流入する。このように冷却され低温の冷却水がブロック内流路７に流入してきても水温センサ５１と差圧弁１４との位置関係及びカバー５２の作用により、水温センサ５１の水温検知部５１ａの周辺には、低温の冷却水が接近することが抑制される。これにより、水温センサ５１は、エンジン１内部の温度を適切に測温する。

次に、本発明の実施例２について図９、図１０を参照しつつ説明する。実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１のカバー５２がシリンダブロック４と一体として設けられていたのに対し、実施例２では、カバー５４は、温度センサ５１と一体として設けられている点である。図９は、シリンダブロック４の一部を断面とした説明図である。図９（ａ）は、シリンダブロック４に水温センサ５１を装着する以前の状態を示し、図９（ｂ）は、シリンダブロック４に水温センサ５１を装着した状態を示している。図１０（ａ）は、カバー５４が一体となった水温センサ５１を拡大して示した側面図、図１０（ｂ）は、カバー５４を断面として示した図である。

カバー５４は、柔軟性を有する樹脂製であり、樹脂は、伝熱性の低い材料が選定されている。シリンダブロック４には、ブロック内流路７に通じる取り付け孔５５が形成されている。水温センサ２１は、カバー５４の先端がシリンダブロック４に当接するように取り付け孔５５へ装着される。このとき、カバー５４は、変形することができ、水温センサ５１取り付け部におけるシール性を損なうことがない。また、カバー５４を伝熱性の低い材料を選定することにより、低温の冷却水の測温への影響を緩和することができる。

カバー５４には、透孔５４ａが設けられている。これにより、水温センサ５１の異常な加熱を抑制することができる。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
なお、水温センサ５１の装着位置は、シリンダブロック４のできるだけ上部とすることが望ましい。シリンダブロック４は、燃焼室に近い上部ほど高温となるので、水温センサ５１をそのような燃焼室の近傍に装着すれば、オーバーヒート状態を検出し易くなる。このとき、水温センサ５１のカバーを装着していれば、差圧弁から流入する冷却水の温度の影響を受けにくい。また、水温センサ５１は、自己の損傷に至ることのない温度範囲で、できるだけシリンダブロック４の温度を測温したい。このため、水温検知部５１ａのシリンダブロック４との接触、非接触等の位置関係は冷却水による冷却効果等を考慮して適合させることができる。

実施例１のエンジンの冷却水の流路を示した説明図である。実施例１の第一サーモスタットを示した説明図で、（ａ）は第一接続口と第三接続口とが連通している様子を示す図、（ｂ）は第一接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図である。実施例１の第二サーモスタットを示した説明図で、（ａ）は第三接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図、（ｂ）は第一接続口と第二接続口とが連通している様子を示す図である。実施例１のエンジンを側面から観た模式図である。実施例１のシリンダブロックの一部を断面とした説明図であり、（ａ）は、シリンダブロックに水温センサを装着する以前の状態を示した図であり、（ｂ）は、シリンダブロックに水温センサを装着した状態を示した図である。シリンダブロックの一部を断面とした説明図であり、カバーの他の例を示す図である。実施例１のエンジンの冷間始動時における冷却水の流路を示した説明図である。実施例１のエンジンの暖機後における冷却水の流路を示した説明図である。実施例２のシリンダブロックの一部を断面とした説明図であり、（ａ）は、シリンダブロックに水温センサを装着する以前の状態を示した図であり、（ｂ）は、シリンダブロックに水温センサを装着した状態を示した図である。（ａ）は、カバーが一体となった水温センサを拡大して示した側面図、（ｂ）は、（ａ）に示した水温センサのカバーを断面として示した図である。

符号の説明

１エンジン
２ウォータポンプ
３シリンダヘッド
４シリンダブロック
６ヘッド流路
７ブロック内流路
８ブロックバイパス流路
１２第一サーモスタット
１４差圧弁
１５ラジエータ
１７第二サーモスタット
５１水温センサ
５１ａ水温検知部
５２、５３、５４カバー
５２ａ、５４ａ透孔

Claims

ウォータポンプと、
シリンダヘッドの内部に設けられたヘッド流路と、
シリンダブロック内部を通過して前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロック内流路と、
前記ウォータポンプにより供給される冷却水の前記ヘッド流路及び前記ブロック内流路での流通状態を変更する流通可変手段と、
前記流通可変手段と並列に配置され、前記ウォータポンプの吐出圧に応じて開弁して、前記ブロック内流路に冷却水を流入させる差圧弁と、
前記差圧弁から前記ブロック内流路内に流入した冷却水の前記ブロック内流路内での流通方向に対して前記差圧弁よりも上流側に設置された水温センサと、
を備えたことを特徴としたエンジンの冷却装置。
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
前記流通可変手段は、前記ブロック内流路内での冷却水の流通方向に対して前記差圧弁よりも上流側に設置され、
前記水温センサは、前記流通可変手段と前記差圧弁との間に配置されたことを特徴としたエンジンの冷却装置。
請求項１又は２記載のエンジンの冷却装置において、
前記差圧弁より流入した冷却水が前記水温センサの水温検知部へ接近することを抑制するカバーを備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
ウォータポンプと、
シリンダヘッドの内部に設けられたヘッド流路と、
シリンダブロック内部を通過して前記ヘッド流路へ冷却水を供給するブロック内流路と、
前記ウォータポンプにより供給される冷却水の前記ヘッド流路及び前記ブロック内流路での流通状態を変更する流通可変手段と、
前記流通可変手段と並列に配置され、前記ウォータポンプの吐出圧に応じて開弁して、前記ブロック内流路に冷却水を流入させる差圧弁と、
前記ブロック内流路を流通する冷却水温度を測定する水温センサと、
前記ブロック内流路外から流入した冷却水が前記水温センサの水温検知部へ接近することを抑制するカバーと、
を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
請求項３又は４記載のエンジンの冷却装置において、
前記カバーは、シリンダブロックと一体とされたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
請求項３又は４記載のエンジンの冷却装置において、
前記カバーは、前記水温センサと一体とされたことを特徴とするエンジンの冷却装置。
請求項３又は４記載のエンジンの冷却装置において、
前記カバーは、透孔を備えたことを特徴とするエンジンの冷却装置。