JP5583045B2

JP5583045B2 - エンジン冷却装置

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Publication number: JP5583045B2
Application number: JP2011026714A
Authority: JP
Inventors: 優介木村; 光宣内田; 健雄松本
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: JP2012167552A

Description

本発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドとをそれぞれ独立して冷却するエンジン冷却装置に関する。

従来、シリンダブロックとシリンダヘッドとにそれぞれ分離独立した冷却水通路を設けて、ノッキングの抑制を図るべくシリンダヘッドの温度は低く調整し、フリクション増大の抑制を図るべくシリンダブロックの温度は高く調整する等、シリンダブロックとシリンダヘッドとを異なる温度に制御するエンジン冷却装置について種々提案されている。
例えば、特許文献１には、シリンダブロック内のブロック冷却通路とシリンダヘッド内のヘッド冷却通路とを分離独立して備えると共に、ブロック冷却通路の下流側であってブロック冷却通路とヘッド冷却通路との下流側合流点よりも上流側に流量制御弁を配置した内燃機関の冷却装置において、ブロック冷却通路とヘッド冷却通路との上流側分岐点の上流側に電動ウォータポンプを配置すると共に、内燃機関の運転状態に応じて電動ウォータポンプの回転数制御及び流量制御弁の開弁制御を行う電子制御回路を備えることを特徴とする内燃機関の冷却装置が開示されている。

ところが、特許文献１にあるような従来の内燃機関の冷却装置では、ブロック冷却通路とヘッド冷却通路との上流側分岐点の上流側に電動ウォータポンプが配置された構成であるため、必然的にシリンダヘッドに導入される冷却水とシリンダブロックに導入される冷却水とは等しい温度となる。
このため、ヘッド冷却通路の温度を低く制御し、ブロック冷却通路の温度を高く制御するためには、ブロック冷却通路の下流側に設けた流量制御弁によってブロック冷却水の水量を絞ってブロック冷却通路内の冷却水の温度を上げることになり、不可避的にブロック冷却水通路の上流側の温度と下流側の温度とに大きな温度差を生じ、シリンダブロックの熱歪が増大し、振動の拡大や、ブローバイガスへの悪影響が懸念される。
また、このような問題を回避するため、ヘッド冷却通路とブロック冷却通路とを完全に分離し、それぞれ独立した経路とすることも考えられるが、電動ウォータポンプやラジエータをそれぞれの冷却通路に設ける必要があり、コストの増大、冷却装置の大型化を招くことになる。

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、シリンダブロックとシリンダヘッドとのそれぞれに分離独立した冷却水流路を設けたエンジン冷却装置において、簡易な構成で、シリンダブロックの熱歪を抑制しつつ、シリンダブロックとシリンダヘッドとを異なる冷却温度に制御可能なエンジン冷却装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明では、シリンダヘッドを冷却するヘッド冷却水路とシリンダブロックを冷却するブロック冷却水路とを分離独立して設けたエンジン冷却装置であって、冷却水を循環させるための水流ポンプを上記ヘッド冷却水路及び上記ブロック冷却水路の出口側に配設すると共に、上記水流ポンプから吐出された冷却水の一部又は全部をラジエータに供給するラジエータ水路と、ラジエータを通過した冷却水を流すラジエータ通過後水路と、上記水流ポンプから吐出された冷却水の一部又は全部がラジエータを迂回して上記ブロック冷却水路に供給されるバイパス水路と、上記ラジエータ通過後水路と上記バイパス水路とのいずれかを選択して上記ヘッド冷却水路と接続する流路切換弁とを具備し、前記流路切換弁が、内燃機関の運転状況に応じてエンジン制御装置から発信された制御信号にしたがって、前記ラジエータ通過後水路を閉塞し、前記バイパス水路と前記ヘッド冷却水路と前記ブロック冷却水路とを連通する暖気モードと、前記ラジエータ通過後水路と前記ヘッド冷却水路とを連通すると共に前記バイパス水路と前記ブロック冷却水路とを連通するヘッド冷却・ブロック暖気モードと、前記ラジエータ通過後水路と前記ヘッド冷却水路と前記ブロック冷却水路とを連通する冷却モードとを切り換えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、エンジン始動時や、冷却水温が低い場合には、上記暖機モードが選択され、上記流路切換弁によって、上記第１のバイパス水路を選択して上記ヘッド冷却水路と接続させ、上記ヘッド冷却水路及び上記ブロック冷却水路の出口側に設けた水流ポンプから吐出された冷却水をラジエータを通過することなく、上記ヘッド冷却水路と上記ブロック冷却水路との両方に環流させることができ、早期にエンジンを暖機することができる。
また、暖気後、又は、冷却水温が高い場合には、上記ヘッド冷却・ブロック暖機モードが選択され、上記流路切換弁によって、上記ラジエータ通過後水路を選択して上記ヘッド冷却水路と接続させることによって、上記ヘッド冷却水路には、上記水流ポンプから吐出された冷却水の一部が上記ラジエータ水路を経由し、ラジエータによって冷却された温度の低い冷却水が供給され、上記ブロック冷却水路には、上記水流ポンプから吐出された冷却水の一部がラジエータを通過することなく上記バイパス水路を介して温度の高い状態で供給される。
したがって、シリンダヘッドを低い温度に制御し、シリンダブロックを高い温度に制御して燃費の低減を図る際に、上記ブロック冷却水路の入り口側と出口側との温度差を小さくしてシリンダブロックの熱歪みを抑制することができる。
さらに、高回転高負荷時等の冷却水の温度が高くなり過ぎる虞のある場合には、上記冷却モードが選択され、上記第１の切換弁によって上記第１のバイパス水路と上記ヘッド冷却水路との接続を遮断すると共に上記ラジエータ通過後水路と上記ヘッド冷却水路とを接続と上記ブロック水路とを接続することによって、上記ヘッド冷却水路と上記ブロック冷却水路との両方にラジエータによって冷却された温度の低い冷却水を供給することができ、冷却水温度の過剰な上昇を抑制することができる。
本発明によれば、シリンダブロックとシリンダヘッドとのそれぞれに分離独立した冷却水流路を設けたエンジン冷却装置において、簡易な構成で、運転状況に応じた冷却モードを選択して、シリンダブロックの熱歪を抑制しつつ、シリンダブロックとシリンダヘッドとを異なる冷却温度に制御可能なエンジン冷却装置が実現できる。

（ａ）は、本発明を理解するための第１の参考例におけるエンジン冷却装置の概要を示すブロック図、（ｂ）は、ヘッドとブロックとを暖機する暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｃ）は、ヘッドは冷却し、ブロックは暖機するヘッド冷却・ブロック暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図。図１のエンジン冷却装置の効果を示し、（ａ）、（ｂ）は、各モードにおける冷却水の流れを示すブロック図。比較例と共に、本発明のエンジン冷却装置の燃費低減に対する効果を示す特性図。（ａ）は、本発明のエンジン冷却装置の入口側と出口側とにおける温度差を示す特性図、（ｂ）は、比較例として示す従来のエンジン冷却装置の入口側と出口側とにおける温度差を示す特性図。（ａ）は、第２の参考例におけるエンジン冷却装置の概要を示すブロック図、（ｂ）は、暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｃ）は、冷却モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｄ）は、ヘッドは冷却し、ブロックは暖機するヘッド冷却・ブロック暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図。（ａ）は、第３の参考例におけるエンジン冷却装置の概要を示すブロック図、（ｂ）は、暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｃ）は、ヘッドは冷却し、ブロックは暖機するヘッド冷却・ブロック暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図。（ａ）は、第４の参考例におけるエンジン冷却装置の概要を示すブロック図、（ｂ）は、ヘッドとブロックとを暖機する暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｃ）は、冷却モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｄ）は、ヘッドは冷却し、ブロックは暖機するヘッド冷却・ブロック暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図。（ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるエンジン冷却装置の概要を示すブロック図、（ｂ）は、ヘッドとブロックとを暖機する暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｃ）は、冷却モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｄ）は、ヘッドは冷却し、ブロックは暖機するヘッド冷却・ブロック暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図。（ａ）は、本発明の第２の実施形態におけるエンジン冷却装置の概要を示すブロック図、（ｂ）は、ヘッドとブロックとを暖機する暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｃ）は、冷却モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図、（ｄ）は、ヘッドは冷却し、ブロックは暖機するヘッド冷却・ブロック暖機モードにおける流路切換弁の開弁方向を示すブロック図。

図１を参照して、本発明を理解するための第１の参考例におけるエンジン冷却装置１００について説明する。
なお、後述する本発明の第１の実施形態におけるエンジン冷却装置１００ｅ、第２の実施形態におけるエンジン冷却装置１００ｆの説明において、本参考例並びに他の参考例と共通する部分については同じ符号を付してあるので省略してある。
本発明のエンジン冷却装置１００ｅ、１００ｆの適用されるエンジンＥ／Ｇは、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とによって構成され、シリンダヘッド１には、シリンダヘッドを冷却するためのヘッド冷却水通路１０が設けられ、シリンダブロック２には、シリンダブロック２を冷却するためのブロック冷却水路２０がそれぞれ分離独立して設けられている。

ヘッド冷却水路１０の出口側には、ヘッド冷却水排出路１１が接続され、ブロック冷却水路２０の出口側には、ブロック冷却水排出路２１が接続されている。
ヘッド冷却水排出路１１とブロック冷却水排出路２１とは、排出路結合部３において、共通の排出冷却水集合水路３０に結合されている。

排出冷却水集合水路３０の下流側には、水流ポンプ４が設けられている。
水流ポンプ４は、図略のエンジン制御装置によってエンジンＥ／Ｇの運転状況に応じた回転数に制御され、エンジン冷却装置１００に流れる冷却水の冷却水量を制御可能となっている。
水流ポンプ４は、冷却水吐出路４０に接続され、所定の流量の冷却水を吐出するようになっている。
冷却水吐出路４０には、ラジエータ６に接続されるラジエータ水路５０とラジエータ６を迂回する第１のバイパス水路５１とに分岐する第１の分岐路５が設けられている。

ラジエータ水路５０は、ラジエータ６に接続されている。
水流ポンプ４から、冷却水吐出路４０に吐出された冷却水の全部又は一部が、第１の分岐路５によってレジエータ水路５０側に分配され、ラジエータ６に流入された冷却水は、ラジエータ６で冷却され、ラジエータ６の下流に接続されたラジエータ通過後水路６０に流出するようになっている。

一方、水流ポンプ４から冷却水吐出路４０に吐出された冷却水の全部又は一部が、第１の分岐路５を通過して、第１のバイパス水路５１側に流れるようになっている。
さらに、第１のバイパス水路５１には、第２の分岐路７が設けられている。
第２の分岐路７には、ブロック冷却水路２０に接続されるブロック冷却水導入路７０と、流路切換弁８に接続されるヘッド側バイパス水路７１とが接続されている。

流路切換弁８には、ラジエータ通過後水路６０と、ヘッド側バイパス水路７１と、ヘッド冷却水導入路８０とが接続されている。
流路切換弁８は、エンジンＥ／Ｇの運転状況に応じて、図略のエンジン制御装置から発振された制御信号にしたがって、ラジエータ通過後水路６０とヘッド側バイパス水路７１とのいずれかを選択して、ヘッド冷却水導入路８０との連通を図るように流路を切り換えることができるようになっている。

冷却水の温度が極めて低いときや、低温始動時や低負荷時等のシリンダブロック２の温度が低く、エンジンＥ／Ｇを暖機した方が良い場合には、図１（ｂ）に示すように、第1のモードとして、ヘッド側バイパス通路７１とヘッド冷却水導入路８０とを接続する暖機モードが選択される。
また、冷却水の温度が上昇した後において、シリンダヘッド１を低温に冷却し、シリンダブロック２を高温に暖機する場合には、図１（ｃ）に示すように、第２のモードとしてラジエータ６によって冷却された冷却水をヘッド冷却水路１０内に導入すべく、ラジエータ通過後水路６０とヘッド冷却水導入路８０とが接続されたヘッド冷却、ブロック暖機モードが選択される。

なお、図１には、流路切換弁８として、いわゆるＴポート型の３方向ボールバルブを用いた電磁弁の例を示したが、弁体の形態を限定するものではなく、いわゆるＬポート型のものでも、ポペット弁型のものでも、直動型のものでも良く、図１（ｄ）に示すような２位置３方弁でも良い。
また、図中の各モード説明において、ラジエータ６を経由して冷却された低温の冷却水の流れ方向を白抜き矢印で示し、ラジエータ６を迂回して循環される冷却水の流れ方向を太矢印で示してあり、それぞれの矢印の長短によって流量の多寡を表現してある。以下の説明においても同様である。

図２を参照して、第１の参考例におけるエンジン冷却装置１００の作動について説明する。エンジンＥ／Ｇの始動開始直後には冷却水温が低いため、早期にエンジンを暖機するため、図２（ａ）に示す暖機モードが選択される。
暖機モードでは、流路切換弁８によってラジエータ６との接続が遮断されているので、エンジンの出口側に設けた水流ポンプ４によって吐出された冷却水の全てがラジエータ６を経由することなく、第１のバイパス水路５１を経由し、第２の分岐路７を介して、ブロック冷却水導入路７０と、ヘッド側バイパス水路７１とに分配され、ヘッド冷却水と１０と、ブロック冷却水路２０とのそれぞれに導入され、エンジンＥ／Ｇを通過した後、排出路結合部３で再び合流し、水流ポンプ４に吸入され、吐出される。
暖機モードにおいては、冷却水がラジエータ６に冷却されることなくヘッド冷却水路１０及びブロック冷却水路２０を循環するため、早期にエンジンの暖機を完了させることができる。

一方、冷却水温度が上昇したときや、高負荷運転時等において、シリンダヘッド１を低温に制御し、シリンダブロック２を高温に制御するヘッド冷却、ブロック暖機モードでは、図２（ｂ）に示すように、流路切換弁８によって、ラジエータ通過後水路６０と、ヘッド冷却水導入水路８０とが連通し、ヘッド側バイパス水路７１が遮断されるので、ラジエータ６によって冷却された低温の冷却水の全てがヘッド冷却水路１０内に導入され、バイパス水路５を介して導入された高温の冷却水の全てが、ブロック冷却水導入路７０を介してブロック冷却水路２０内に導入される。
したがって、ヘッド冷却水路１０には、ラジエータ６によって冷却された低温の冷却水が循環し、ブロック冷却水路２０には、ラジエータ６を介さず、ヘッド冷却水路１０及びブロック冷却水路２０を通過する間に温度が上昇した冷却水が導入される。

ここで、図３、図４を参照して、本発明の燃費低減効果について説明する。図３は、本発明において、ヘッド冷却、ブロック暖機モードを実施した場合の効果を比較例と共に示すものである。
図１に示したエンジン冷却装置１００において、ヘッド冷却水路１０の出口温度が６０℃、ブロック冷却水路２０の出口温度が８５℃となるように制御した場合を実施例とし、ヘッド冷却水路１０の出口温度とブロック冷却水路２０の出口温度が共に８５℃となるように制御した場合を比較例とし、燃費を測定したところ、図３に示すように、数％程度の燃費向上が確認された。

このような、ヘッド冷却、ブロック暖機モードを実施しようとした場合、本発明では、図２（ｂ）に示したようの、ヘッド冷却水路１０には、ラジエータ６を経由した冷却水が導入され、ブロック冷却水路２０には、第１のバイパス水路５１を経由した冷却水が導入されるように、流路切換弁８を制御してエンジン冷却装置１００を作動させ、その結果を実施例として図４（ａ）に示す。
一方、特許文献１にあるようにヘッド冷却水路１０及びブロック冷却水路２０の上流側に水流ポンプを配設し、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０とに、ラジエータで冷却された冷却水を導入し、ブロック冷却水路２０の出口側に流路制御弁を設け、ブロック冷却水路２０に流れる冷却水量を制限することによって、ヘッド冷却水路１０の出口温度が６０℃となり、ブロック冷却水路２０の出口温度が８５℃となるように制御した場合の結果を比較例とし、図４（ｂ）に示す。

図４（ａ）に示すように、ヘッド冷却水導入路８０からヘッド冷却水路１０の入口温度と出口温度との差は２〜３℃程度であり、ブロック冷却水路２０の入口温度と出口温度との温度差も２〜３℃程度であった。本発明によれば、シリンダヘッド１の入口側と出口側との温度差、及び、シリンダブロックの入口側と出口側との温度差を共に数度程度とすることができ、シリンダヘッド１の熱歪みもシリンダブロック２の熱歪みも抑制できることが分かる。
一方、図４（ｂ）にしめすように、比較例においては、ヘッド冷却水路１０の入口温度と出口温度との温度差は、実施例と同程度であるのに対し、ブロック冷却水路２０の入り口温度と出口温度との温度差は２５℃以上の極めて大きな差となっており、シリンダブロック２に熱歪みを生じる虞があることが分かる。
また、本発明では、ヘッド冷却水路１０及びブロック冷却水路２０の出口側に設けた水流ポンプ４によって、それぞれの冷却水路１０、２０内の冷却水を吸引しており、各冷却水路内の圧力低下による冷却水の沸点低下を招く虞があるが、冷却水路が完全に閉じた循環系となっているので、冷却水の沸騰が問題となる高水温時には、冷却水の体積膨張により、冷却水路系全体の内圧が上昇するため、ヘッド冷却水路１０及びブロック冷却水路２０内の圧力が負圧となることはない。
なお、一般にラジエータキャップ等に設けられている内圧制御弁の制御圧を調整することによって、各冷却水路１０、２０内の圧力を、従来の、冷却水路の入口側に設けた場合と同等の圧力に調整することもできる。

図５を参照して、第２の参考例におけるエンジン冷却装置１００ａについて説明する。
上記参考例においては、流路切換弁８によって、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０との両方に第１のバイパス水路５１を経由してラジエータ６によって冷却されることなく冷却水が循環するように導入する暖機モード（第１のモード）と、ヘッド冷却水１０にはラジエータ６によって冷却された低温の冷却水を導入し、ブロック冷却水路２０には第１のバイパス水路５１を経由して高温の冷却水を循環させるように導入するヘッド冷却、ブロック暖機モード（第２のモード）との２つのモードを切り換えるように構成した例を示したが、本参考例においては、さらに、ヘッド冷却水導入路８０とブロック冷却水導入路７０との間に第２のバイパス水路７０２を設け、第２の流路切換弁８ｂの開閉によって流路を切り換えるようにした点が相違する。

図５（ａ）に示すように、ヘッド冷却水導入路８０に接続する流路をラジエータ通過後水路６０とヘッド側バイパス水路７１とから選択する第１の流路切換弁８ａに加えて、ヘッド冷却水導入路８０とブロック冷却水導入路７１ａとの間を、一端に第２の流路切換８ｂを設け、他端に第３の分岐路９を設けた第２のバイパス水路７０２ａによって接続し、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０とに導入される冷却水として、ラジエータ６によって冷却された低温の冷却水と、ラジエータ６によって冷却されていない高温の冷却水と、を選択的に導入できるようにしてある。
本参考例によれば、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、上記実施形態と同様の第１、第２のモードに加え、後述する第３のモードへの切換を実施でき、自由度の高いエンジン冷却装置が実現できる。
なお、以下の説明において上記参考例と同様の構成については、同じ符号を付したので説明を省略し、各参考例及び各実施形態における特徴的な部分を中心に説明する。

第１の流路切換弁８ａは、ラジエータ通過後水路６１とヘッド冷却水導入路８０とヘッド側バイパス水路７１とに接続され、ラジエータ通過後水路６１と、ヘッド側バイパス水路７１とのいずれか一方とヘッド冷却水路導入路８０との接続を切り換える。
第２の流路切換弁８ｂは、ブロック冷却水導入路７０とヘッド冷却水導入路８０とを繋ぐ第２のバイパス水路７０２に設けられ、第２のバイパス水路７０２とブロック冷却水導入路７０１との接続を切り換えるようになっている。
なお、本参考例においては、第１の第２の流路切換弁８ｂを第２のバイパス水路７０２のブロック冷却水導入路７０ａ側に設け、第３の分岐路９をヘッド冷却水導入路８０ａ側に設けた例を示したが、第２の流路切換弁８ｂと第３の分岐路９とを入れ替えて配設しても良い。

図５（ｂ）に示す低水温時、又は、暖機モード（第１のモード）においては、第１の流路切換弁８ａによって、ヘッド側バイパス水路７１とヘッド冷却水導入路８０とが接続状態となっており、第２の流路切換弁８ｂによって、第１のバイパス水路５とブロック冷却水導入路７０、７０１が接続された状態となっている。
図５（ｃ）に示す、ヘッド冷却、ブロック暖機モード（第２のモード）では、第１の流路切換弁８ａによって、ラジエータ通過後水路６０とヘッド冷却水導入路８０、８０１とが接続され、ヘッド側バイパス水路７１との接続が遮断され、第２の流路切換弁８ｂによって、ブロック冷却水導入路７０、７０１と第１のバイパス水路５１とが接続され、ブロック冷却水導入路７０、７０１と第２のバイパス水路７０２との接続が遮断されている。
図５（ｄ）に示す、高水温時、又は、冷却モード（第３のモード）では、第１の流路切換弁８ａによって、ラジエータ通過後水路６０とヘッド冷却水導入路８０が接続され、さらに第２の流路切換弁８ｂによって、ブロック冷却水導入水路７０とヘッド冷却水導入路８０との接続が遮断され、ラジエータ通過後水路６０と第２のブロック冷却水導入路７０１とが接続された状態となる。

図６を参照して、第３の参考例おける冷却装置１００ａの効果について説明する。
低温始動時や、冷却水温度が低温である場合には、上述の暖機モード（第１のモード）が選択され、暖機モードでは、冷却水の全てが第１のバイパス水路５１を経由して、図６（ａ）に示すように、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０との両方に水流ポンプ４から吐出した冷却水がラジエータ６を介することなく導入され、第１の参考例と同様に早期にエンジンＥ／Ｇを暖機することができる。
また、暖機後、シリンダヘッド１のみを冷却する場合には、上述のヘッド冷却、ブロック暖機モード（第２のモード）が選択され、図６（ｂ）に示すように、ヘッド冷却水路１０には、ラジエータ６によって冷却された低温の冷却水が導入され、ブロック冷却水路２０には、第１のバイパス水路５１を経由して、ラジエータ６を介することなく高温の冷却水が循環するように導入される。したがって、シリンダヘッド１０及びシリンダブロック２０の熱歪みを抑制し、振動を減らしつつ、上述の燃費低減効果を実現できる。
さらに、高回転、高負荷時等において、冷却水温度が高くなり過ぎる虞がある場合には、冷却モード（第３のモード）が選択され、図６（ｃ）に示すように、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０との両方に、ラジエータ６を経由した低温の冷却水が導入され、シリンダヘッド１とシリンダブロック２との両方を冷却することができる。

図７を参照して、第４の参考例におけるエンジン冷却装置１００ｃについて説明する。本実施形態は、実質的に第２の参考例と等価であり、具体的な、第２のバイパス水路７０２ｃ、第１の流路切換弁８ｃ、第２の流路切換弁８ｄの載置位置が相違するだけである。
図７（ａ）に示すような流路構成でも、図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、第２の参考例におけるエンジン冷却装置１００ａと同様に、第１、第２、第３のモードを切り換えて、エンジンＥ／Ｇの冷却温度を制御することができる。

図８を参照して、本発明の第１の実施形態におけるエンジン冷却装置１００ｅについて説明する。
上記参考例においては、流路切換弁８、８ａ、８ｂとして、２位置３方弁を用いた例を示したが、本実施形態においては、流路切換弁８ｅとして、３位置４方弁を用いた点が相違する。
本実施形態においては、図８（ａ）に示すように、ラジエータ通過後水路６０と、第１のバイパス水路５１と、ヘッド冷却水導入路８０と、ブロック冷却水導入路７０とが、流路切換弁８ｅを介して接続されており、第２のバイパス水路、第２の流路切換弁はもうけられていない。
本実施形態において、流路切換弁８ｅは、一端が回転可能に支持されたヒンジ構造となった平板状の弁体を回転させ、所定の位置で停止させることによって流路を切り換えるようになっている。
暖機モードでは、図８（ｂ）に示すように、弁体がラジエータ通過後水路６０側のポートを閉塞し、第１のバイパス水路５１と、ヘッド冷却水導入路８０と、ブロック冷却水導入路７０とが連通した状態となる。
ヘッド冷却、ブロック暖機モードでは、図８（ｃ）に示すように、弁体が中間位置で固定され、ラジエータ通過後水路６０とヘッド冷却水導入路８０とが連通した状態となり、第１のバイパス水路５１とブロック冷却水導入路７０とが連通した状態となる。
冷却モードでは、図８（ｃ）に示すように、弁体が、第１のバイパス水路５１側のポートを閉塞し、ラジエータ通過後水路６０と、ヘッド冷却水導入路８０と、ブロック冷却水導入路７０とが連通した状態となる。
このような簡易な構成としても、上記参考例と同様の効果が発揮される。

図９を参照して、本発明の第２の実施形態におけるエンジン冷却装置１００ｆについて説明する。本実施形態は、実質的に第１の実施形態におけるエンジン冷却装置１００ｅと等価である。
上記実施形態においては、流路切換弁８ｅの具体的な構造として、図８に示すような一端を回転可能に保持した弁体を用いたが、本実施形態のように、流路切換弁８ｆとして、図９（ａ）に示すような、ソレノイドバルブ等の３位置４方弁を用いた構成でも良い。
本実施形態においても、図９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように各モードに切換が可能であり、上記実施形態と同様の効果を発揮できる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０とが分離されたエンジン冷却装置において、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０の出口側に水流ポンプ４を配置すると共に、水流ポンプ４から吐出された冷却水をラジエータ６へ送るラジエータ水路５０と、ラジエータ６を迂回する第１のバイパス水路５１とに分岐する分岐路５を設け、ラジエータ６を通過し低温に冷却された冷却水の流れるラジエータ通過後水路６０と、第１のバイパス水路５１とのいずれか一方と、少なくともヘッド冷却水路１０との接続を切り換える流路切換弁８をヘッド冷却水路１０の上流側に設けることによって、ヘッド冷却水路１０とブロック冷却水路２０とに供給される冷却水の温度を選択可能とする本発明の趣旨に反しない限りにおいて、具体的な流路の接続方法は適宜選択可能である。

１００エンジン冷却装置
１シリンダヘッド
１０ヘッド冷却水路
１１ヘッド冷却水排出路
２シリンダブロック
２０ブロック冷却水路
２１ブロック冷却水排出路
３排出路結合部
３０排出冷却水集合水路
４水流ポンプ
４０冷却水吐出路
５第１の分岐路
５０ラジエータ水路
５１バイパス水路
６ラジエータ
６０ラジエータ通過後水路
７第２の分岐路
７０ブロック冷却水導入路
７１ヘッド側バイパス水路
８流路切換弁
８０ヘッド冷却水導入路

特開２００５−３６７３１号公報

Claims

シリンダヘッドを冷却するヘッド冷却水路とシリンダブロックを冷却するブロック冷却水路とを分離独立して設けたエンジン冷却装置であって、
冷却水を循環させるための水流ポンプを上記ヘッド冷却水路及び上記ブロック冷却水路の出口側に配設すると共に、
上記水流ポンプから吐出された冷却水の一部又は全部をラジエータに供給するラジエータ水路と、
ラジエータを通過した冷却水を流すラジエータ通過後水路と、
上記水流ポンプから吐出された冷却水の一部又は全部がラジエータを迂回して上記ブロック冷却水路に供給されるバイパス水路と、
上記ラジエータ通過後水路と上記バイパス水路とのいずれかを選択して上記ヘッド冷却水路と接続する流路切換弁とを具備し、
前記流路切換弁が、
内燃機関の運転状況に応じてエンジン制御装置から発信された制御信号にしたがって、
前記ラジエータ通過後水路とを閉塞し、前記バイパス水路と前記ヘッド冷却水路と前記ブロック冷却水路とを連通する暖気モードと、
前記ラジエータ通過後水路と前記ヘッド冷却水路とを連通すると共に前記バイパス水路と前記ブロック冷却水路とを連通するヘッド冷却・ブロック暖気モードと、
前記ラジエータ通過後水路と前記ヘッド冷却水路と前記ブロック冷却水路とを連通する冷却モードと、を切り換えることを特徴とするエンジン冷却装置。