JP6610604B2 - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Description

内燃機関を冷却媒体によって冷却する内燃機関の冷却装置に関する。

内燃機関のシリンダヘッド及びシリンダブロックを冷却水によって冷却する冷却装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この冷却装置（以下、「従来装置」と称呼する。）は、シリンダヘッドに形成された冷却水通路、及び、シリンダブロックに形成された冷却水通路を有している。シリンダヘッドの冷却水通路（以下、「ヘッド通路」と称呼する。）とシリンダブロックの冷却水通路（以下、「ブロック通路」と称呼する。）とは、互いから独立して形成されている。

特開昭６２−９９６１６号公報

ところで、内燃機関に対しては、内燃機関のピストン及びその他可動部品の摩擦抵抗（以下、「フリクション」と称呼する。）を低減するという要求（以下、「フリクション低減要求」と称呼する。）がある。このフリクション低減要求に応えるためには、少なくとも、シリンダボア周囲のシリンダブロックの部分の温度をフリクション低減要求に応えられる範囲の温度（以下、「フリクション低減温度範囲」と称呼する。）に維持する必要がある。

ところが、隣接するシリンダボアの間のシリンダブロックの部分（以下、「ボア間部分」と称呼する。）が燃焼室における燃焼から受ける熱量は、ボア間部分以外のシリンダボア周囲のシリンダブロックの部分（以下、「ボア周囲部分」と称呼する。）が燃焼室における燃焼から受ける熱量よりも大きい。

このため、従来装置のようにボア間部分とボア周囲部分とが同じ冷却水によって冷却されるようになっている場合、ボア周囲部分の温度よりもボア間部分の温度のほうが高くなり、ボア間部分の温度とボア周囲部分の温度とを同時にフリクション低減温度範囲に維持することができない。

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、ボア間部分の温度とボア周囲部分の温度とを同時にフリクション低減温度範囲に維持することができる内燃機関の冷却装置を提供することにある。

本発明に係る内燃機関の冷却装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）は、複数のシリンダボア（３１乃至３３）が形成されたシリンダブロック（３０）、及び、同シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッド（２０）を備えた内燃機関（１０）に適用される。本発明装置は、前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドを冷却媒体によって冷却する。

本発明装置は、第１通路（５２及び５３）、第２通路（５０）及び冷却媒体供給機構（７１乃至７７、６０乃至６２及び９０、並びに、７１乃至７４、７８、７９及び６３乃至６６）を備えている。

前記第１通路は、前記シリンダボア周囲の前記シリンダブロックの部分であって隣接する２つの前記シリンダボアの間の前記シリンダブロックの部分であるボア間部分（３０Ｌ及び３０Ｒ）を冷却する前記冷却媒体を通すために前記シリンダブロックに設けられる。

前記第２通路は、前記シリンダボア周囲の前記シリンダブロックの部分であって前記ボア間部分以外の前記シリンダブロックの部分であるボア周囲部分（３０Ｐ）を冷却する前記冷却媒体を通すために前記シリンダブロックに設けられる。

前記冷却媒体供給機構は、前記冷却媒体による前記ボア間部分に対する冷却度合と前記冷却媒体による前記ボア周囲部分に対する冷却度合とが異なるように前記第１通路及び前記第２通路に前記冷却媒体を供給することができる。

本発明装置によれば、冷却媒体供給機構により、「ボア間部分を冷却する冷却媒体を通す第１通路」と「ボア周囲部分を冷却するための冷却媒体を通す第２通路」とにそれぞれ異なる冷却度合を有する冷却媒体を供給することができる。従って、第１通路には、比較的大きい冷却度合を有する冷却媒体を供給し、第２通路には、比較的小さい冷却度合を有する冷却媒体を供給することができる。このため、ボア間部分の温度とボア周囲部分の温度とを同時にフリクション低減温度範囲に維持することができる。

更に、前記冷却媒体供給機構は、前記シリンダヘッドを冷却する前記冷却媒体を通すために前記シリンダヘッドに設けられたヘッド通路（４０）を更に備えるように構成される。そして、前記冷却媒体が前記第１通路に流入するときに通る前記第１通路の入口（５２in及び５３in）及び前記冷却媒体が前記第１通路から流出するときに通る前記第１通路の出口（５２out及び５３out）が前記ヘッド通路に接続されている。

ノッキングの発生を防止するためには、シリンダヘッドの温度を低い温度に維持することが有効である。従って、シリンダヘッドを冷却する冷却媒体を通すためのヘッド通路に第１通路が接続されている場合、シリンダヘッドの温度をノッキングの発生を防止できる範囲の温度に維持できる冷却度合を有する冷却媒体をヘッド通路に供給することにより、ボア間部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持することができる可能性が大きい。従って、本発明装置によれば、簡略な構成により、ボア間部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持することができる。

更に、本発明装置の前記冷却媒体供給機構は、前記第１通路及び前記第２通路に接続された共通通路（７１）、並びに、前記共通通路を介して前記第２通路に供給される前記冷却媒体の流量を制御するための流量制御手段（６２）、を備えるように構成され得る。

第２通路に供給される冷却媒体の流量が小さくなると、冷却媒体によるボア周囲部分の冷却度合が小さくなり、第１通路に供給される冷却媒体の流量が大きくなると、冷却媒体によるボア間部分の冷却度合が大きくなる。共通通路から第１通路及び第２通路それぞれに冷却媒体が供給される場合、流量制御手段によって第２通路に供給される冷却媒体の流量を小さくすると、第１通路に供給される冷却媒体の流量が大きくなる。従って、第２通路に供給される冷却媒体の流量を変更することにより、第２通路に供給される冷却媒体によるボア周囲部分に対する冷却度合を変更することができ、第１通路に供給される冷却媒体の流量を変更することにより、第１通路に供給される冷却媒体によるボア間部分に対する冷却度合を変更することができる。

従って、流量制御手段によって第２通路に供給される冷却媒体の流量を調整することにより、ボア間部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持できる冷却度合を有する冷却媒体を第１通路に確実に供給することができると共に、ボア周囲部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持できる冷却度合を有する冷却媒体を第２通路に確実に供給することができる。このため、ボア間部分の温度とボア周囲部分の温度とをより確実にフリクション低減温度範囲に維持することができる。

更に、本発明装置の前記冷却媒体供給機構は、前記第１通路に供給される前記冷却媒体を冷却する第１冷却手段（６４）、及び、前記第２通路に供給される前記冷却媒体を冷却する第２冷却手段（６６）、を備えるように構成され得る。この場合、前記第１冷却手段は、前記第２冷却手段による前記冷却媒体に対する冷却度合よりも大きい前記冷却媒体に対する冷却度合を有する。

これによれば、第１通路に供給される冷却媒体を冷却する第１冷却手段と、第２通路に供給される冷却媒体を第２冷却手段と、が別々に設けられる。従って、ボア間部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持できる温度の冷却媒体が第１通路に供給されるように冷却媒体に対する第１冷却手段の冷却能力を設定することにより、ボア間部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持できる冷却度合を有する冷却媒体を第１通路に供給することができる。一方、ボア周囲部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持できる温度の冷却媒体が第２通路に供給されるように冷却媒体に対する第２冷却手段の冷却能力を設定することにより、ボア周囲部分の温度をフリクション低減温度範囲に維持できる冷却度合を有する冷却媒体を第２通路に供給することができる。このため、ボア間部分の温度とボア周囲部分の温度とをフリクション低減温度範囲に確実に維持することができる。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１の（Ａ）は、本発明の実施形態に係る冷却装置及びその冷却装置（以下、「実施装置」と称呼する。）が適用される内燃機関を示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示したシリンダヘッド（以下、単に「ヘッド」と称呼する。）を示した図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示したシリンダブロック（以下、単に「ブロック」と称呼する。）を示した図である。 図２の（Ａ）は、図１の（Ｂ）に示した平面Ｐ２１におけるヘッドの断面を矢印Ａ２１の方向に見たときのヘッドの断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した平面Ｐspにおけるヘッドの断面を矢印Ａ２２の方向に見たときのヘッドの断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示した平面Ｐ２３におけるヘッドの断面を矢印Ａ２３の方向に見たときのヘッドの断面図であり、（Ｄ）は、（Ａ）に示した平面Ｐ２４におけるヘッドの断面を矢印Ａ２４の方向に見たときのヘッドの断面図である。 図３の（Ａ）は、図２の（Ａ）に示した平面Ｐ３１におけるヘッドの断面を矢印Ａ３１の方向に見たときのヘッドの断面図であり、（Ｂ）は、図２の（Ａ）に示した平面Ｐ３２におけるヘッドの断面を矢印Ａ３２の方向に見たときのヘッドの断面図であり、（Ｃ）は、図２の（Ａ）に示した平面Ｐ３３におけるヘッドの断面を矢印Ａ３３の方向に見たときのヘッドの断面図である。 図４の（Ａ）は、図１の（Ｃ）に示した平面Ｐ４１におけるブロックの断面を矢印Ａ４１の方向に見たときのブロックの断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示した平面Ｐｂにおけるブロックの断面を矢印Ａ４２の方向に見たときのブロックの断面図であり、（Ｃ）は、（Ａ）に示した平面Ｐ４３におけるブロックの断面を矢印Ａ４３の方向に見たときのブロックの断面図である。 図５は、図１の（Ｃ）に示した矢印Ａ４１の方向にブロックを見たときのブロックの平面図である。 図６の（Ａ）は、図５に示した平面Ｐ６１におけるブロックの断面を矢印Ａ６１の方向に見たときのブロックの断面図であり、（Ｂ）は、図５に示した平面Ｐ６２におけるブロックの断面を矢印Ａ６２の方向に見たときのブロックの断面図であり、（Ｃ）は、図５に示した平面Ｐ６３におけるブロックの断面を矢印Ａ６３の方向に見たときのブロックの断面図である。 図７は、本発明の実施形態に係る冷却装置の冷却水循環経路を示した図である。 図８は、図７と同様の図であって、図７に示した冷却装置の作動を説明するための図である。 図９は、本発明の実施形態の変形例に係る冷却装置（以下、「変形装置」と称呼する。）の冷却水循環経路を示した図である。 図１０の（Ａ）は、実施装置及び変形装置が採用し得る循環経路の一部を示した図であり、（Ｂ）は、実施装置及び変形装置が採用し得る別の循環経路の一部を示した図である。 図１１の（Ａ）は、実施装置及び変形装置が採用し得る更に別の循環経路の一部を示した図であり、（Ｂ）は、実施装置及び変形装置が採用し得る更に別の循環経路の一部を示した図である。 図１２の（Ａ）は、実施装置が採用し得る更に別の循環経路の一部を示した図であり、（Ｂ）は、実施装置が採用し得る更に別の循環経路の一部を示した図である。 図１３の（Ａ）は、実施装置及び変形装置が採用し得る更に別の循環経路の一部を示した図であり、（Ｂ）は、実施装置及び変形装置が採用し得る更に別の循環経路の一部を示した図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る内燃機関の冷却装置（以下、「実施装置」と称呼する。）について説明する。図１の（Ａ）に示したように、実施装置が適用される内燃機関１０は、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０を備える。シリンダヘッド２０（以下、単に「ヘッド２０」と称呼する。）は、シリンダブロック３０（以下、単に「ブロック３０」と称呼する。）上に載置され、ボルト等の締結手段によってブロック３０に取り付けられる。

ヘッド２０は、実際には、複雑な形状の部品であるが、説明を簡略化するために、本例においては、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、ヘッド２０を直方体形状の部品として説明する。同様に、ブロック３０も、実際には、複雑な形状の部品であるが、説明を簡略化するために、本例においては、図１の（Ａ）及び（Ｃ）に示したように、ブロック３０を直方体形状の部品として説明する。

以下、ヘッド２０がブロック３０上に載置されたときにブロック３０と接触するヘッド２０の壁面を「ヘッド２０のブロック接触面２０Ｂ」と称呼し、ヘッド２０と接触するブロック３０の壁面を「ブロック３０のヘッド接触面３０Ｈ」と称呼する。

図２に示したように、ヘッド２０のブロック接触面２０Ｂには、３つのヘッド空間２１乃至２３が設けられている。これらヘッド空間２１乃至２３は、それぞれ、略円錐形の空間である。更に、これらヘッド空間２１乃至２３は、それぞれの中心軸線Ｃ２１乃至Ｃ２３が同一平面に含まれるように設けられている。

以下、３つのヘッド空間２１乃至２３のうち、外側の２つのヘッド空間２１及び２３の一方（図２の（Ａ）において、左側のヘッド空間２１）を「左側ヘッド空間２１」と称呼し、他方のヘッド空間２３を「右側ヘッド空間２３」と称呼し、左側ヘッド空間２１と右側ヘッド空間２３との間にある残りのヘッド空間２２を「中央ヘッド空間２２」と称呼する。

ヘッド２０には、１つのヘッド通路４０及び６つの連通路４１乃至４６が形成されている。ヘッド通路４０及び連通路４１乃至４６は、それぞれ、冷却媒体としての冷却水を通すための通路である。

ヘッド通路４０は、冷却水をヘッド通路４０に受け入れるための入口４０in、及び、冷却水をヘッド通路４０から放出するための出口４０outを有する。ヘッド通路４０は、主に、ヘッド空間２１乃至２３周囲のヘッド２０の部分に設けられている。

図２及び図３に示したように、連通路４１乃至４６は、それぞれ、横断面が円形であり、ヘッド通路４０からヘッド２０のブロック接触面２０Ｂまでヘッド空間２１乃至２３の中心軸線Ｃ２１乃至Ｃ２３と平行な方向に延在するように設けられている。

連通路４１及び４２は、これらの中心軸線がヘッド空間２１乃至２３の中心軸線Ｃ２１乃至Ｃ２３を含む平面Ｐspに対して垂直な平面Ｐ３１に含まれるように設けられている。連通路４３及び４４は、これらの中心軸線が平面Ｐspに対して垂直な平面Ｐ３２に含まれるように設けられている。連通路４５及び４６は、これらの中心軸線が平面Ｐspに対して垂直な平面Ｐ３３に含まれるように設けられている。

更に、連通路４１、４３及び４５は、これらの中心軸線が平面Ｐspと平行な平面Ｐ２３であって平面Ｐspから一方の側（図２の（Ａ）における上側）に所定距離Ｄだけ離れている平面Ｐ２３に含まれるように設けられている。連通路４２、４４及び４６は、これらの中心軸線が平面Ｐspと平行な平面Ｐ２４であって平面Ｐspから他方の側（図２の（Ａ）における下側）に所定距離Ｄだけ離れている平面Ｐ２４に含まれるように設けられている。

図４に示したように、ブロック３０には、３つのシリンダボア３１乃至３３が設けられている。これらシリンダボア３１乃至３３は、それぞれ、円筒形の空間であり、これらの中心軸線Ｃ３１乃至Ｃ３３が同一平面Ｐｂに含まれるように設けられられている。

以下、３つのシリンダボア３１乃至３３のうち、外側の２つのシリンダボア３１及び３３の一方（図４の（Ａ）において、左側のシリンダボア３１）を「左側ボア３１」と称呼し、他方のシリンダボア３３（図４の（Ａ）において、右側のシリンダボア３３）を「右側ボア３３」と称呼し、左側ボア３１と右側ボア３３との間にある残りのシリンダボア３２を「中央ボア３２」と称呼する。

ヘッド２０がブロック３０に取り付けられた状態において、左側ボア３１は、その中心軸線Ｃ３１が左側ヘッド空間２１の中心軸線Ｃ２１に一致し、中央ボア３２は、その中心軸線Ｃ３２が中央ヘッド空間２２の中心軸線Ｃ２２に一致し、右側ボア３３は、その中心軸線Ｃ３３が右側ヘッド空間２３の中心軸線Ｃ２３に一致するように設けられている。

ブロック３０には、１つのボア周囲通路５０、１つのボア横通路５１並びに２つのボア間通路５２及び５３が設けられている。ボア周囲通路５０、ボア横通路５１並びにボア間通路５２及び５３は、それぞれ、冷却媒体としての冷却水を通すための通路である。

ボア周囲通路５０は、冷却水をボア周囲通路５０に受け入れるための入口５０in、及び、冷却水をボア周囲通路５０から放出するための出口５０outを有する。図４の（Ａ）に示したように、ボア周囲通路５０は、「ブロック３０のボア横部分３０Ｓ、ブロック３０の左側ボア間部分３０Ｌ及び右側ボア間部分３０Ｒ」以外のボア３１乃至３３周囲のブロック３０の部分であるボア周囲部分３０Ｐに設けられている。

ボア横部分３０Ｓは、左側ボア３１とブロック３０の左側壁面３０Ｗとの間のブロック３０の部分であり、左側ボア間部分３０Ｌは、左側ボア３１と中央ボア３２との間のブロック３０の部分であり、右側ボア間部分３０Ｒは、中央ボア３２と右側ボア３３との間のブロック３０の部分である。

ボア横通路５１は、ボア横部分３０Ｓに設けられている。図５に示したように、ボア横通路５１は、冷却水をボア横通路５１に受け入れるための円形の入口５１in、及び、冷却水をボア横通路５１から放出するための円形の出口５１outを有する。図６の（Ａ）に示したように、ボア横通路５１の入口５１in及び５１outは、ブロック３０のヘッド接触面３０Ｈにて開口する。

一方のボア間通路５２（以下、「左側ボア間通路５２」と称呼する。）は、左側ボア間部分３０Ｌに設けられている。図５に示したように、左側ボア間通路５２は、冷却水を左側ボア間通路５２に受け入れるための円形の入口５２in、及び、冷却水を左側ボア間通路５２から放出するための円形の出口５２outを有する。図６の（Ｂ）に示したように、左側ボア間通路５２の入口５２in及び５２outは、ブロック３０のヘッド接触面３０Ｈにて開口する。

他方のボア間通路５３（以下、「右側ボア間通路５３」と称呼する。）は、右側ボア間部分３０Ｒに設けられている。図５に示したように、右側ボア間通路５３は、冷却水を右側ボア間通路５３に受け入れるための円形の入口５３in、及び、冷却水を右側ボア間通路５３から放出するための円形の出口５３outを有する。図６の（Ｃ）に示したように、右側ボア間通路５３の入口５３in及び５３outは、ブロック３０のヘッド接触面３０Ｈにて開口するように設けられている。

図５に示したように、ボア横通路５１の入口５１in及び出口５１outは、これらの中心がボア３１乃至３３の中心軸線Ｃ３１乃至Ｃ３３を含む平面Ｐｂ（以下、「ボア軸線平面Ｐｂ」と称呼する。）に対して垂直な平面Ｐ６１に含まれるように設けられている。左側ボア間通路５２の入口５２in及び出口５２outは、これらの中心がボア軸線平面Ｐｂに対して垂直な平面Ｐ６２に含まれるように設けられている。右側ボア間通路５３の入口５３in及び出口５３outは、これらの中心がボア軸線平面Ｐｂに対して垂直な平面Ｐ６３に含まれるように設けられている。

更に、「ボア横通路５１の入口５１in、左側ボア間通路５２の入口５２in及び右側ボア間通路５３の入口５３in」は、これらの中心がボア軸線平面Ｐｂと平行な平面Ｐ６４であってボア軸線平面Ｐｂから一方の側（図５において上側）に所定距離Ｄだけ離れている平面Ｐ６４に含まれるように設けられている。

「ボア横通路５１の出口５１out、左側ボア間通路５２の出口５２out及び右側ボア間通路５３の出口５３out」は、これらの中心がボア軸線平面Ｐｂと平行な平面Ｐ６５であってボア軸線平面Ｐｂから他方の側（図５において下側）に所定距離Ｄだけ離れている平面Ｐ６５に含まれるように設けられている。

加えて、ヘッド２０がブロック３０に取り付けられた状態において、ボア横通路５１の入口５１inは、ヘッド２０の連通路４１を介してヘッド通路４０と連通する位置に設けられ、ボア横通路５１の出口５１outは、ヘッド２０の連通路４２を介してヘッド通路４０と連通する位置に設けられている。

同様に、ヘッド２０がブロック３０に取り付けられた状態において、左側ボア間通路５２の入口５２inは、ヘッド２０の連通路４３を介してヘッド通路４０と連通する位置に設けられ、左側ボア間通路５２の出口５２outは、ヘッド２０の連通路４４を介してヘッド通路４０と連通する位置に設けられている。

同様に、ヘッド２０がブロック３０に取り付けられた状態において、右側ボア間通路５３の入口５３inは、ヘッド２０の連通路４５を介してヘッド通路４０と連通する位置に設けられ、右側ボア間通路５３の出口５３outは、ヘッド２０の連通路４６を介してヘッド通路４０と連通する位置に設けられている。

図６の（Ａ）に示したように、ボア横通路５１は、その入口５１inから、ボア軸線平面Ｐｂに対して斜めにボア軸線平面Ｐｂまで平面Ｐ６１（図５を参照。）に沿って延在し、ボア軸線平面Ｐｂにて方向を変え、ボア軸線平面Ｐｂから、ボア軸線平面Ｐｂに対して斜めに出口５１outまで平面Ｐ６１に沿って延在する。

図６の（Ｂ）に示したように、左側ボア間通路５２は、その入口５２inから、ボア軸線平面Ｐｂに対して斜めにボア軸線平面Ｐｂまで平面Ｐ６２（図５を参照。）に沿って延在し、ボア軸線平面Ｐｂにて方向を変え、ボア軸線平面Ｐｂから、ボア軸線平面Ｐｂに対して斜めに出口５２outまで平面Ｐ６２に沿って延在する。

図６の（Ｃ）に示したように、右側ボア間通路５３は、その入口５３inから、ボア軸線平面Ｐｂに対して斜めにボア軸線平面Ｐｂまで平面Ｐ６３（図５を参照。）に沿って延在し、ボア軸線平面Ｐｂにて方向を変え、ボア軸線平面Ｐｂから、ボア軸線平面Ｐｂに対して斜めに出口５３outまで平面Ｐ６３に沿って延在する。

図７に示したように、実施装置は、ポンプ６０、ラジエータ６１及び流量制御弁６２を備える。

ポンプ６０は、内燃機関１０の図示しないクランクシャフトの回転によって作動される。ポンプ６０の吐出口６０outには、冷却水を通す通路（以下、「冷却水通路」と称呼する。）を画成する共通供給管７１の一端７１Ａが接続されている。

共通供給管７１の他端７１Ｂは、冷却水通路を画成するヘッド供給管７２の一端７２Ａ及び冷却水通路を画成するブロック供給管７３の一端７３Ａに接続されている。ヘッド供給管７２の他端７２Ｂは、ヘッド通路４０の入口４０inに接続されている。ブロック供給管７３の他端７３Ｂは、ボア周囲通路５０の入口５０inに接続されている。

ヘッド通路４０の出口４０outは、冷却水通路を画成するヘッド放出管７４の一端７４Ａに接続されている。ヘッド放出管７４には、温度センサ９１が配設されている。温度センサ９１は、ＥＣＵ９０に接続されている。温度センサ９１は、ヘッド放出管７４内を流れる冷却水の温度ＴＨＷhd（以下、「ヘッド水温ＴＨＷhd」と称呼する。）を検出し、そのヘッド水温ＴＨＷhdを表す信号をＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０は、その信号に基づいてヘッド水温ＴＨＷhdを取得する。

ボア周囲通路５０の出口５０outは、冷却水通路を画成するブロック放出管７５の一端７５Ａに接続されている。ブロック放出管７５には、温度センサ９２が配設されている。温度センサ９２は、ＥＣＵ９０に接続されている。温度センサ９２は、ブロック放出管７５内を流れる冷却水の温度ＴＨＷbr（以下、「ブロック水温ＴＨＷbr」と称呼する。）を検出し、そのブロック水温ＴＨＷbrを表す信号をＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０は、その信号に基づいてブロック水温ＴＨＷbrを取得する。

ヘッド放出管７４の他端７４Ｂ及びブロック放出管７５の他端７５Ｂは、冷却水通路を画成する共通放出管７６の一端７６Ａに接続されている。共通放出管７６の他端７６Ｂは、ラジエータ６１の入口６１inに接続されている。ラジエータ６１の出口６１outは、冷却水通路を画成する共通リターン管７７の一端７７Ａに接続されている。共通リターン管７７の他端７７Ｂは、ポンプ６０の取込口６０inに接続されている。ラジエータ６１は、そこを通る冷却水を冷却する装置（冷却手段）である。

流量制御弁６２は、ブロック供給管７３に配設される。流量制御弁６２は、ＥＣＵ９０に接続されている。流量制御弁６２の開度は、ＥＣＵ９０によって制御される。流量制御弁６２の開度がゼロに制御された場合、即ち、流量制御弁６２が全閉とされた場合、ブロック供給管７３によって画成される冷却水通路が流量制御弁６２によって遮断される。この場合、流量制御弁６２を通過する冷却水の流量がゼロとなる。

ポンプ６０からの冷却水の吐出流量が一定である場合においては、流量制御弁６２の開度が増大すると、流量制御弁６２を通過する冷却水の流量も増大する。流量制御弁６２の開度が最大開度に制御された場合、即ち、流量制御弁６２が全開とされた場合、流量制御弁６２を通過する冷却水の流量がポンプ６０からの冷却水の吐出流量毎の最大流量となる。

ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。ＥＣＵは、エレクトリックコントロールユニットの略称である。ＣＰＵは、メモリ（ＲＯＭ）に格納されたインストラクション（ルーチン）を実行することにより各種機能を実現する。

ＥＣＵ９０には、アクセルペダル操作量センサ９３及びクランク角度センサ９４が接続されている。

アクセルペダル操作量センサ９３は、図示しないアクセルペダルの操作量ＡＰを検出し、その操作量ＡＰを表す信号をＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０は、その信号に基づいて内燃機関１０に要求されている負荷（機関負荷）ＫＬを取得する。

クランク角度センサ９４は、図示しないクランクシャフトが所定角度、回転する毎にパルス信号をＥＣＵ９０に出力する。ＥＣＵ９０は、その信号等に基づいて内燃機関１０の回転速度（機関回転速度）ＮＥを取得する。

＜実施装置の作動＞
次に、実施装置の作動について説明する。内燃機関１０の運転中、ポンプ６０が作動される。これにより、図８に示したように、冷却水がポンプ６０の吐出口６０outから共通供給管７１に吐出される。

流量制御弁６２の開度がゼロよりも大きい場合、共通供給管７１内を流れた冷却水の一部がヘッド供給管７２に流入し、残りの冷却水がブロック供給管７３に流入する。流量制御弁６２の開度が大きいほど、ブロック供給管７３に流入する冷却水の流量が大きくなり、その結果、ヘッド供給管７２に流入する冷却水の流量が小さくなる。

一方、流量制御弁６２の開度がゼロである場合、ブロック供給管７３には、冷却水は流入せず、従って、共通供給管７１内を流れた冷却水の総てがヘッド供給管７２に流入する。

ＥＣＵ９０は、機関負荷ＫＬ、機関回転速度ＮＥ、ヘッド水温ＴＨＷhd及びブロック水温ＴＨＷbr等に基づいて流量制御弁６２の開度の目標値を設定する。より具体的に述べると、ＥＣＵ９０は、ノッキングの発生を防止するという要求（以下、「ノッキング防止要求」と称呼する。）に応えることができる流量の冷却水がヘッド通路４０に流入し且つフリクションを低減するという要求（以下、「フリクション低減要求」と称呼する。）に応えることができる流量の冷却水がボア周囲通路５０に流入するように流量制御弁６２の開度の目標値を設定する。ＥＣＵ９０は、流量制御弁６２の開度がその目標値と一致するように流量制御弁６２の開度を制御する。

ヘッド供給管７２内を流れた冷却水は、入口４０inからヘッド通路４０に流入する。ヘッド通路４０に流入した冷却水の一部は、連通路４１、４３及び４５を介してそれぞれボア横通路５１、左側ボア間通路５２及び右側ボア間通路５３に流入する。従って、連通路４１、４３及び４５は、それぞれ、ボア横通路５１、左側ボア間通路５２及び右側ボア間通路５３をヘッド通路４０に接続する通路である。

ボア横通路５１、左側ボア間通路５２及び右側ボア間通路５３を流れた冷却水は、それぞれ、連通路４２、４４及び４６を介してヘッド通路４０に戻る。従って、連通路４２、４４及び４６は、それぞれ、ボア横通路５１、左側ボア間通路５２及び右側ボア間通路５３をヘッド通路４０に接続する通路である。

ボア横通路５１を流れる冷却水によってボア横部分３０Ｓが冷却され、左側ボア間通路５２を流れる冷却水によって左側ボア間部分３０Ｌが冷却され、右側ボア間通路５３を流れる冷却水によって右側ボア間部分３０Ｒが冷却される。従って、ボア横通路５１は、ボア横部分３０Ｓを冷却する冷却水を通すためにブロック３０に設けられた通路である。同様に、左側ボア間通路５２は、左側ボア間部分３０Ｌを冷却する冷却水を通すためにブロック３０に設けられた通路であり、右側ボア間通路５３は、右側ボア間部分３０Ｒを冷却する冷却水を通すためにブロック３０に設けられた通路である。

尚、ヘッド通路４０に戻った冷却水は、出口４０outからヘッド放出管７４に放出される。

ヘッド通路４０に流入した冷却水の残りは、そのままヘッド通路４０を流れ、出口４０outからヘッド放出管７４に放出される。ヘッド通路４０を流れる冷却水によってヘッド２０が冷却される。従って、ヘッド通路４０は、ヘッド２０を冷却する冷却水を通すためにヘッド２０に設けられた通路である。

一方、ブロック供給管７３内を流れた冷却水は、入口５０inからボア周囲通路５０に流入する。ボア周囲通路５０に流入した冷却水は、そのままボア周囲通路５０を流れ、出口５０outからブロック放出管７５に放出される。ボア周囲通路５０を流れる冷却水によってボア周囲部分３０Ｐが冷却される。従って、ボア周囲通路５０は、ボア周囲部分３０Ｐを冷却する冷却水を通すためにブロック３０に設けられた通路である。

更に、ボア周囲通路５０に流入する冷却水の流量は、流量制御弁６２によって制御される。従って、流量制御弁６２は、共通供給管７１を介してボア周囲通路５０に供給される冷却水の流量を制御し、その結果、ボア周囲通路５０に供給される冷却水によるボア周囲部分３０Ｐに対する冷却度合を制御する手段である。

ヘッド放出管７４及びブロック放出管７５内を流れた冷却水は、共通放出管７６に流入する。共通放出管７６内を流れた冷却水は、ラジエータ６１に流入する。冷却水は、ラジエータ６１を通過するときに冷却される。ラジエータ６１内を流れた冷却水は、共通リターン管７７に流入する。共通リターン管７７内を流れた冷却水は、取込口６０inを介してポンプ６０に取り込まれる。

実施装置によれば、流量制御弁６２の開度を制御することにより、ヘッド通路４０を介してボア間通路５２及び５３に流入する冷却水の流量と、ボア周囲通路５０に流入する冷却水の流量と、を個別に制御（調整）することができる。

従って、ヘッド通路４０に供給される冷却水の流量がシリンダヘッド２０の温度をノッキング防止要求に応えられる範囲の温度（以下、「ノッキング防止温度範囲」と称呼する。）に維持できる流量であってボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒの温度をフリクション低減要求に応えられる範囲の温度（以下、「フリクション低減温度範囲」と称呼する。）に維持できる流量となり、且つ、ボア周囲通路５０に流入する冷却水の流量がボア周囲部分３０Ｐの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる流量となるように流量制御弁６２の開度を制御することにより、ボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒの温度とボア周囲部分３０Ｐの温度とを同時にフリクション低減温度範囲に維持することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

＜変形例＞
上記実施装置の変形例に係る冷却装置（以下、「変形装置」と称呼する。）は、図９に示したように、ヘッド通路４０に冷却水を供給するための冷却水循環経路と、ボア周囲通路５０に冷却水を供給するための冷却水循環経路と、が別々の経路となるように構成され得る。

変形装置は、第１ポンプ６３、第１ラジエータ６４、第２ポンプ６５、第２ラジエータ６６を備える。

第１ポンプ６３及び第２ポンプ６５は、それぞれ、内燃機関１０の図示しないクランクシャフトの回転によって作動される。第１ポンプ６３及び第２ポンプ６５は、クランクシャフトの回転速度が同じである場合、第２ポンプ６５の吐出流量よりも第１ポンプ６３の吐出流量のほうが大きくなるように構成される。

第１ラジエータ６４及び第２ラジエータ６６は、それぞれのラジエータ６４及び６６を通過する冷却水の流量が同じである場合、第２ラジエータ６６による冷却水に対する冷却度合よりも第１ラジエータ６４による冷却水に対する冷却度合のほうが大きくなるように構成される。

第１ポンプ６３の吐出口６３outには、ヘッド供給管７２の一端７２Ａが接続されている。ヘッド供給管７２の他端７２Ｂは、ヘッド通路４０の入口４０inに接続されている。

ヘッド通路４０の出口４０outは、ヘッド放出管７４の一端７４Ａに接続されている。ヘッド放出管７４の他端７４Ｂは、第１ラジエータ６４の入口６４inに接続されている。第１ラジエータ６４の出口６４outは、冷却水通路を画成する第１リターン管７８の一端７８Ａに接続されている。第１リターン管７８の他端７８Ｂは、第１ポンプ６３の取込口６３inに接続されている。

連通路４１乃至４６、ボア横通路５１並びにボア間通路５２及び５３の構成は、それぞれ、実施装置の連通路４１乃至４６、ボア横通路５１並びにボア間通路５２及び５３の構成と同じである。

第２ポンプ６５の吐出口６５outには、ブロック供給管７３の一端７３Ａが接続されている。ブロック供給管７３の他端７３Ｂは、ボア周囲通路５０の入口５０inに接続されている。

ボア周囲通路５０の出口５０outは、ブロック放出管７５の一端７５Ａに接続されている。ブロック放出管７５の他端７５Ｂは、第２ラジエータ６６の入口６６inに接続されている。第２ラジエータ６６の出口６６outは、冷却水通路を画成する第２リターン管７９の一端７９Ａに接続されている。第２リターン管７９の他端７９Ｂは、第２ポンプ６５の取込口６５inに接続されている。

変形装置によれば、ボア周囲通路５０を流れる冷却水によるボア周囲部分３０Ｐに対する冷却度合よりも、ボア間通路５２及び５３を流れる冷却水によるボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒに対する冷却度合のほうが大きい。このため、ボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒの温度とボア周囲部分３０Ｐの温度とを同時にフリクション低減温度範囲に維持することができる。

上記実施装置及び上記変形装置は、図１０の（Ａ）に示したように構成され得る。図１０の（Ａ）に示した構成においては、ボア周囲通路５０の入口５０inは、ヘッド２０に設けられたブロック接続通路５０１を介してブロック供給管７３の他端７３Ｂに接続されている。

より具体的に述べると、ブロック接続通路５０１は、その一端においてヘッド２０のブロック接触面２０Ｂ以外の壁面にて開口し且つその他端においてブロック接触面２０Ｂにて開口する。ブロック接続通路５０１の一端は、ブロック供給管７３の他端７３Ｂに接続され、ブロック接続通路５０１の他端は、ボア周囲通路５０の入口５０inに接続されている。

更に、上記実施装置及び上記変形装置は、図１０の（Ｂ）に示したように構成され得る。図１０の（Ｂ）に示した構成においては、ヘッド通路４０の入口４０inは、ブロック３０に設けられたヘッド接続通路４０１を介してヘッド供給管７２の他端７２Ｂに接続される。

より具体的に述べると、ヘッド接続通路４０１は、その一端においてブロック３０のヘッド接触面３０Ｈ以外の壁面にて開口し且つその他端においてヘッド接触面３０Ｈにて開口するように設けられる。ヘッド接続通路４０１の一端は、ヘッド供給管７２の他端７２Ｂに接続され、ヘッド接続通路４０１の他端は、ヘッド通路４０の入口４０inに接続される。

更に、上記実施装置及び上記変形装置は、図１１の（Ａ）に示したように構成され得る。図１１の（Ａ）に示した構成においては、ボア周囲通路５０の出口５０outは、ヘッド２０に設けられたブロック接続通路５０２を介してブロック放出管７５の一端７５Ａに接続される。

より具体的に述べると、ブロック接続通路５０２は、その一端においてヘッド２０のブロック接触面２０Ｂにて開口し且つその他端においてブロック接触面２０Ｂ以外の壁面にて開口するように設けられる。ブロック接続通路５０２の一端は、ボア周囲通路５０の出口５０outに接続され、ブロック接続通路５０２の他端は、ブロック放出管７５の一端７５Ａに接続される。

更に、上記実施装置及び上記変形装置は、図１１の（Ｂ）に示したように構成され得る。図１１の（Ｂ）に示した構成においては、ヘッド通路４０の出口４０outは、ブロック３０に設けられたヘッド接続通路４０２を介してヘッド放出管７４の一端７４Ａに接続される。

より具体的に述べると、ヘッド接続通路４０２は、その一端においてブロック３０のヘッド接触面３０Ｈにて開口し且つその他端においてヘッド接触面３０Ｈ以外の壁面にて開口するように設けられる。ヘッド接続通路４０２の一端は、ヘッド通路４０の出口４０outに接続され、ヘッド接続通路４０２の他端は、ヘッド放出管７４の一端７４Ａに接続される。

更に、上記実施装置は、図１２の（Ａ）に示したように構成され得る。図１２の（Ａ）に示した構成においては、共通接続通路８１がヘッド２０に設けられている。ヘッド通路４０の出口４０outは、共通接続通路８１の一端に接続されている。ボア周囲通路５０の出口５０outは、ヘッド２０に設けられたブロック接続通路５０３を介して共通接続通路８１の一端に接続されている。共通接続通路８１の他端は、共通放出管７６の一端７６Ａに接続されている。

更に、上記実施装置は、図１２の（Ｂ）に示したように構成され得る。図１２の（Ｂ）に示した構成においては、共通接続通路８２がブロック３０に設けられている。ボア周囲通路５０の出口５０outは、共通接続通路８２の一端に接続されている。ヘッド通路４０の出口４０outは、ブロック３０に設けられたヘッド接続通路４０３を介して共通接続通路８２の一端に接続されている。共通接続通路８２の他端は、共通放出管７６の一端７６Ａに接続されている。

更に、上記実施装置及び上記変形装置は、図１３の（Ａ）に示したように構成され得る。図１３の（Ａ）に示した構成においては、導入通路４７１乃至４７４がヘッド２０に設けられている。導入通路４７１の一端は、冷却水通路を画成するボア間供給管８３に接続されている。導入通路４７１の他端は、連通路４１に接続されている。導入通路４７２の一端は、連通路４２に接続され、導入通路４７２の他端は、連通路４３に接続されている。導入通路４７３の一端は、連通路４４に接続され、導入通路４７３の他端は、連通路４５に接続されている。導入通路４７４の一端は、連通路４６に接続され、導入通路４７４の他端は、冷却水通路を画成するボア間放出管８４に接続されている。

ボア間供給管８３は、ヘッド供給管７２に接続されており、ボア間放出管８４は、ヘッド放出管７４に接続されている。

尚、ブロック供給管７３に流量制御弁６２が配設されている場合、ボア間供給管８３は、流量制御弁６２よりも上流側にてブロック供給管７３に接続されるように構成され得る。更に、ボア間放出管８４は、ブロック放出管７５に接続されるように構成され得る。

更に、ボア横通路５１並びにボア間通路５２及び５３に冷却水を供給する冷却水循環経路は、「ヘッド通路４０に冷却水を供給する冷却水循環経路及びボア周囲通路５０に冷却水を供給する冷却水循環経路」から独立した経路となるように構成され得る。

更に、上記実施装置及び上記変形装置は、図１３の（Ｂ）に示したように構成され得る。図１３の（Ｂ）に示した構成においては、導入通路５４１乃至５４４がブロック３０に設けられている。導入通路５４１の一端は、冷却水通路を画成するボア間供給管８５に接続されている。導入通路５４１の他端は、ボア横通路５１に接続されている。導入通路５４２の一端は、ボア横通路５１に接続され、導入通路５４２の他端は、左側ボア間通路５２に接続されている。導入通路５４３の一端は、左側ボア間通路５２に接続され、導入通路５４３の他端は、右側ボア間通路５３に接続されている。導入通路５４４の一端は、右側ボア間通路５３に接続され、導入通路５４４の他端は、冷却水通路を画成するボア間放出管８６に接続されている。

ボア間供給管８５は、ヘッド供給管７２に接続されており、ボア間放出管８６は、ヘッド放出管７４に接続されている。

尚、ブロック供給管７３に流量制御弁６２が配設されている場合、ボア間供給管８５は、流量制御弁６２よりも上流側にてブロック供給管７３に接続されるように構成され得る。更に、ボア間放出管８６は、ブロック放出管７５に接続されるように構成され得る。

更に、ボア横通路５１並びにボア間通路５２及び５３に冷却水を供給するための冷却水循環経路は、「ヘッド通路４０に冷却水を供給するための冷却水循環経路及びボア周囲通路５０に冷却水を供給するための冷却水循環経路」から独立した経路となるように構成され得る。

更に、上記実施装置は、ラジエータ６１に代えて、ヘッド供給管７２に配設されるラジエータ、及び、ブロック供給管７３に配設されるラジエータを備えるように構成され得る。この場合、ヘッド供給管７２に配設されるラジエータは、シリンダヘッド２０の温度をノッキング防止温度範囲に維持できる温度であってボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる温度まで冷却水の温度を低下させることができるように構成され、ブロック供給管７３に配設されるラジエータは、ボア周囲部分３０Ｐの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる温度までしか冷却水の温度を低下させないように構成される。この場合、流量制御弁６２は不要である。

更に、上記実施装置は、ポンプ６０に代えて、ヘッド供給管７２に配設されるポンプ、及び、ブロック供給管７３に配設されるポンプを備えるように構成され得る。この場合、ヘッド供給管７２に配設されるポンプは、シリンダヘッド２０の温度をノッキング防止温度範囲に維持できる流量であってボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる流量の冷却水をヘッド通路４０に供給するように構成され、ブロック供給管７３に配設されるポンプは、ボア周囲部分３０Ｐの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる流量の冷却水をボア周囲通路５０に供給するように構成される。この場合にも、流量制御弁６２は不要である。

更に、ポンプ６０は、バッテリ等からの電力によって作動される電動式のポンプであってもよい。ポンプ６０が電動式のポンプである場合、機関回転速度ＮＥとは無関係にポンプ６０からの冷却水の吐出流量を制御することができる。

ポンプ６０が電動式のポンプである場合、ポンプ６０は、ＥＣＵ９０に接続される。ＥＣＵ９０は、機関負荷ＫＬ、機関回転速度ＮＥ、ヘッド水温ＴＨＷhd及びブロック水温ＴＨＷbr等に基づいて流量制御弁６２の開度の目標値及びポンプ６０からの冷却水の吐出流量の目標値を設定する。

より具体的に述べると、ＥＣＵ９０は、シリンダヘッド２０の温度をノッキング防止温度範囲に維持できる流量であってボア間部分３０Ｌ及び３０Ｒの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる流量の冷却水がヘッド通路４０に流入し、且つ、ボア周囲部分３０Ｐの温度をフリクション低減温度範囲に維持できる流量の冷却水がボア周囲通路５０に流入するように流量制御弁６２の開度の目標値及びポンプ６０からの冷却水の吐出流量の目標値を設定する。ＥＣＵ９０は、流量制御弁６２の開度がその目標値と一致し且つポンプ６０からの冷却水の吐出流量がその目標値と一致するように流量制御弁６２の開度及びポンプ６０の作動を制御する。

１０…内燃機関、２０…シリンダヘッド、３０…シリンダブロック、３０Ｌ、３０Ｒ…ボア間部分、３０Ｐ…ボア周囲部分、３１、３２、３３…シリンダボア、４０…ヘッド通路、５０…ボア周囲通路、４３、４４、４５…連通路、５２、５３…ボア間通路。

Claims (3)

1. 複数のシリンダボアが形成されたシリンダブロック、及び、同シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッドを備えた内燃機関に適用され、
   前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドを冷却媒体によって冷却する、
   内燃機関の冷却装置であって、
   前記シリンダボア周囲の前記シリンダブロックの部分であって隣接する２つの前記シリンダボアの間の前記シリンダブロックの部分であるボア間部分を冷却する前記冷却媒体を通すために前記シリンダブロックに設けられた第１通路、
   前記シリンダボア周囲の前記シリンダブロックの部分であって前記ボア間部分以外の前記シリンダブロックの部分であるボア周囲部分を冷却する前記冷却媒体を通すために前記シリンダブロックに設けられた第２通路、並びに、
   前記冷却媒体による前記ボア間部分に対する冷却度合と前記冷却媒体による前記ボア周囲部分に対する冷却度合とが異なるように前記第１通路及び前記第２通路に前記冷却媒体を供給できる冷却媒体供給機構、
   を備えた、
   内燃機関の冷却装置において、
   前記冷却媒体供給機構が前記シリンダヘッドを冷却する前記冷却媒体を通すために前記シリンダヘッドに設けられたヘッド通路を備え、
   前記冷却媒体が前記第１通路に流入するときに通る前記第１通路の入口及び前記冷却媒体が前記第１通路から流出するときに通る前記第１通路の出口が前記ヘッド通路に接続されている、
   内燃機関の冷却装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の冷却装置において、
   前記冷却媒体供給機構は、
   前記第１通路及び前記第２通路に接続された共通通路、並びに、
   前記共通通路を介して前記第２通路に供給される前記冷却媒体の流量を制御するための流量制御手段、
   を備える、
   内燃機関の冷却装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の冷却装置において、
   前記冷却媒体供給機構は、
   前記第１通路に供給される前記冷却媒体を冷却する第１冷却手段、及び、
   前記第２通路に供給される前記冷却媒体を冷却する第２冷却手段、
   を備え、
   前記第１冷却手段は、前記第２冷却手段による前記冷却媒体に対する冷却度合よりも大きい前記冷却媒体に対する冷却度合を有する、
   内燃機関の冷却装置。
   

Images