JP6703459B2 - 車両の冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、冷却水を車両各部に循環させる車両の冷却システムに関する。

従来、車両各部の冷却や暖機を目的として、車両各部に効率よく冷却水を循環させるための技術が提案されている。例えば、冷却水の循環系を構成する各流路にバルブを設け、冷却水の温度などの条件に応じてこれらバルブの開閉状態を制御することで、各流路に対する冷却水の流通可否をコントロールするものが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−１４４５２９号公報

上記特許文献１に記載のように、各流路にバルブを設ける車両では、冷却水を流通させる条件が各流路で一律ではなく、流路ごとに異なる場合がある。例えば、エンジンの排気ポート冷却回路に対しては、排気ガスの温度低下に伴ってエンジンの排気流路に設けられた触媒の温度上昇が鈍化するのを防ぐため、エンジンの始動直後の運転領域では冷却水の流通を停止させる。また、変速機に用いられるオイルと冷却水との間で熱交換を行う変速機ウォーマに対しては、エンジンの暖機性能の悪化を防ぐため、エンジンに対する冷却水の流通を優先させ、エンジンの暖機がある程度まで進行してから冷却水の流通を開始させる。

このように、排気ポート冷却回路と変速機ウォーマとでは、冷却水を流通させる条件が異なるため、それぞれの流路に個別のバルブを設けて、冷却水の流通可否を細かくコントロールする。その結果、バルブの数が増え、車両のコスト増加や重量が増加してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、車両のコスト低減と軽量化を図ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両の冷却システムは、複数のバンクを備えるエンジンに形成された第１のバンクにおける排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する第１の排気ポート冷却回路と、第１の排気ポート冷却回路の下流側に接続され、冷却水が流通する第１流路と、第１流路に配され、変速機に用いられるオイルと冷却水とを熱交換させる変速機ウォーマと、第１流路における変速機ウォーマよりも下流側に設けられ、第１流路に冷却水を流通させる開状態、および、第１流路に冷却水を流通させない閉状態を切り替えるバルブと、エンジンに形成された第２のバンクにおける排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する第２の排気ポート冷却回路と、第２の排気ポート冷却回路が配される第２流路と、を備え、第２流路は、下流側の端部が少なくとも第１流路における変速機ウォーマよりも上流側に接続されている。

本発明によれば、車両のコスト低減と軽量化を図ることができる。

車両の冷却システムの構成を説明する図である。 第２バルブにおけるロータリーの回転角度と開口率との関係を示す図である。 車両の冷却システムの要部構成を説明する図である。 比較例の車両の冷却システムの要部構成を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、実施形態の車両の冷却システム１の構成を説明する図である。なお、図１中、冷却流路を実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。図１に示すように、車両の冷却システム１（以下、単に冷却システム１と称する）は、エンジン２、ウォーターポンプ１０、第１バルブ２０、水渡しパイプ２２、第２バルブ２４、ラジエータ２６、ヒータ２８、スロットル３０、変速機ウォーマ３２、サーモスタットバルブ３４、チャンバ３６、ＥＧＲクーラ３８、水渡しパイプ４０、制御部４２、温度センサＴ１、Ｔ２が設けられる。そして、冷却システム１は、これら各部に、冷却流路１００（１００ａ〜１００ｒ）を介して冷却水を循環させる。

エンジン２は、１対のシリンダブロック３（３Ｒ、３Ｌ）および１対のシリンダヘッド４（４Ｒ、４Ｌ）を備えており、１対のシリンダブロック３が略水平方向に対向するようにして配置される所謂水平対向エンジンである。そして、エンジン２は、左シリンダブロック３Ｌおよび左シリンダヘッド４Ｌによって左バンク（第１のバンク）ＢＬが構成され、右シリンダブロック３Ｒおよび右シリンダヘッド４Ｒによって右バンク（第２のバンク）ＢＲが構成される。

シリンダブロック３（３Ｒ、３Ｌ）には、冷却水を分岐させる分離室１２（１２Ｒ、１２Ｌ）が設けられているとともに、ピストンが摺動可能に収容されたシリンダの周囲にシリンダブロックウォータージャケット（シリンダブロックＷ／Ｊ）１４（１４Ｒ、１４Ｌ）が形成されている。

シリンダヘッド４（４Ｒ、４Ｌ）には、燃焼室の周囲にシリンダヘッドウォータージャケット（シリンダヘッドＷ／Ｊ）１６（１６Ｒ、１６Ｌ）が形成されているとともに、不図示の排気ポートの近傍に排気ポート冷却回路１８（１８Ｒ、１８Ｌ）が形成されている。

左分離室１２Ｌは、ウォーターポンプ１０から吐出された冷却水を、左シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｌ、左シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｌ、左排気ポート冷却回路（第１の排気ポート冷却回路）１８Ｌに振り分ける。右分離室１２Ｒは、ウォーターポンプ１０から吐出された冷却水を、右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒ、右シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｒ、右排気ポート冷却回路（第２の排気ポート冷却回路）１８Ｒ、ＥＧＲ流路１００ｎに振り分ける。

右排気ポート冷却回路１８Ｒおよび左排気ポート冷却回路１８Ｌは、排気ガスの性能改善を目的として設けられる排気ガス冷却用の回路である。左排気ポート冷却回路１８Ｌは、左シリンダヘッド４Ｌに形成された不図示の排気ポート（第１のバンクの排気ポート）の近傍に設けられる。右排気ポート冷却回路１８Ｒは、右シリンダヘッド４Ｒに形成された不図示の排気ポート（第２のバンクの排気ポート）の近傍に設けられる。

なお、図１においては、１対のシリンダブロック３（３Ｒ、３Ｌ）および１対のシリンダヘッド４（４Ｒ、４Ｌ）は互いに離隔して図示されているが、実施には、１対のシリンダブロック３が対向するように連結されているとともに、右シリンダブロック３Ｒに対して右シリンダヘッド４Ｒが連結され、左シリンダブロック３Ｌに対して左シリンダヘッド４Ｌが連結される。また、エンジン２の駆動トルクは、不図示の変速機で変速されて車輪に伝達される。

ウォーターポンプ１０は、ポンプ吐出流路１００ａ、ラジエータ流路１００ｌ、バイパス流路１００ｒが接続されている。ウォーターポンプ１０は、エンジン２の回転動力により回転駆動し、ラジエータ流路１００ｌ、バイパス流路１００ｒから流入した冷却水をポンプ吐出流路１００ａに吐出する。

ポンプ吐出流路１００ａは、右バンク流入流路１００ｂｒと左バンク流入流路１００ｂｌとに分岐する。右バンク流入流路１００ｂｒは、右バンクＢＲの入口に設けられた右分離室１２Ｒに接続され、左バンク流入流路１００ｂｌは、左バンクＢＬの入口に設けられた左分離室１２Ｌに接続されている。ポンプ吐出流路１００ａに吐出された冷却水は、右バンク流入流路１００ｂｒおよび左バンク流入流路１００ｂｌを介して、右分離室１２Ｒおよび左分離室１２Ｌに流入する。

右分離室１２Ｒは、右ブロック流路１００ｃｒ、右ヘッド流路１００ｄｒ、右排気ポート流路１００ｅｒが接続されており、右分離室１２Ｒに流入した冷却水をこれらの各流路に振り分ける。左分離室１２Ｌは、左ブロック流路１００ｃｌ、左ヘッド流路１００ｄｌ、左排気ポート流路１００ｅｌ、ＥＧＲ流路１００ｎが接続されており、左分離室１２Ｌに流入した冷却水をこれらの各流路に振り分ける。

右ブロック流路１００ｃｒは、右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒに接続されており、冷却水を右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒへ流入させる。右ヘッド流路１００ｄｒは、右シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｒに接続されており、冷却水を右シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｒへ流入させる。右排気ポート流路１００ｅｒは、右排気ポート冷却回路１８Ｒに接続されており、冷却水を右排気ポート冷却回路１８Ｒへ流入させる。

左ブロック流路１００ｃｌは、左シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｌに接続されており、冷却水を左シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｌへ流入させる。左ヘッド流路１００ｄｌは、左シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｌに接続されており、冷却水を左シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｌへ流入させる。左排気ポート流路１００ｅｌは、左排気ポート冷却回路１８Ｌに接続されており、冷却水を左排気ポート冷却回路１８Ｌへ流入させる。

右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒは、冷却水が排出される右ブロック排出流路１００ｆｒが接続されている。また、左シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｌは、冷却水が排出される左ブロック排出流路１００ｆｌが接続されている。右ブロック排出流路１００ｆｒおよび左ブロック排出流路１００ｆｌは、ブロック排出流路１００ｇに合流する。

右シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｒは、冷却水が排出される右ヘッド排出流路１００ｈｒが接続されている。また、左シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｌは、冷却水が排出される左ヘッド排出流路１００ｈｌが接続されている。

第１バルブ２０は、ブロック排出流路１００ｇおよびバルブ流路１００ｉが接続されており、ブロック排出流路１００ｇおよびバルブ流路１００ｉを連通させる開状態、および、ブロック排出流路１００ｇおよびバルブ流路１００ｉを遮断する閉状態が切り替え可能なＯＮ／ＯＦＦバルブである。第１バルブ２０は、開状態において、ブロック排出流路１００ｇから流入された冷却水をバルブ流路１００ｉに排出する。一方で、第１バルブ２０は、閉状態において、ブロック排出流路１００ｇから流入された冷却水を遮断し、バルブ流路１００ｉに排出することはない。

水渡しパイプ２２は、バルブ流路１００ｉ、右ヘッド排出流路１００ｈｒ、左ヘッド排出流路１００ｈｌ、第２バルブ流入流路１００ｊが接続されており、バルブ流路１００ｉ、右ヘッド排出流路１００ｈｒ、左ヘッド排出流路１００ｈｌから流入した冷却水を第２バルブ流入流路１００ｊに排出する。つまり、水渡しパイプ２２は、エンジン２を流通した冷却水を第２バルブ２４に流入させる。

第２バルブ２４は、第２バルブ流入流路１００ｊ、水渡し流路１００ｋ、ラジエータ流路１００ｌ、ヒータ流路１００ｐが接続されたロータリーバルブである。第２バルブ２４は、ロータリーが回転することで、詳しくは後述するように、第２バルブ流入流路１００ｊと接続される流路（水渡し流路１００ｋ、ラジエータ流路１００ｌ、ヒータ流路１００ｐ）を切り替える。

ラジエータ２６は、ラジエータ流路１００ｌの途中に設けられ、冷却水の熱を外部に放熱することで、冷却水を冷却する。ヒータ２８は、ヒータ流路１００ｐの途中に設けられ、不図示のヒータスイッチがオンされることで、冷却水の熱を車内に放熱し、車内を温める。

スロットル３０は、ヒータ流路１００ｐにおけるヒータ２８よりも上流側で分岐するスロットル流路１００ｑの途中に設けられ、アクセルペダルの踏み込み量に応じて不図示のアクチュエータにより開度が調整され、エンジン２に供給される空気量を調整する。スロットル３０は、スロットル流路１００ｑを流れる冷却水により暖機される。スロットル流路１００ｑは、ヒータ２８よりも下流側でヒータ流路１００ｐに合流し、ヒータ流路１００ｐはバイパス流路１００ｒに合流する。

左排気ポート冷却回路１８Ｌは、冷却水が排出される左排気ポート排出流路（第１流路）１００ｍｌが接続されている。また、左排気ポート排出流路１００ｍｌの途中には、変速機ウォーマ３２が設けられている。変速機ウォーマ３２は、左排気ポート排出流路１００ｍｌを流通する冷却水と、不図示の変速機に供給されるオイルとの間で熱交換を行う油水熱交換器である。

サーモスタットバルブ３４は、チャンバ３６に連結されるとともに、左排気ポート排出流路１００ｍｌにおける変速機ウォーマ３２よりも下流側に設けられている。サーモスタットバルブ３４は、左排気ポート排出流路１００ｍｌを流れる冷却水の温度が予め設定された第１温度閾値（例えば６５℃）以上になると、変速機ウォーマ３２から排出された冷却水をチャンバ３６を介して水渡しパイプ４０に流通させる開状態となる。一方、サーモスタットバルブ３４は、左排気ポート排出流路１００ｍｌを流れる冷却水の温度が第１温度閾値未満である場合は、変速機ウォーマ３２から排出された冷却水を水渡しパイプ４０に流通させない閉状態となる。

右排気ポート冷却回路１８Ｒは、冷却水が排出される右排気ポート排出流路（第２流路）１００ｍｒが接続されている。右排気ポート排出流路１００ｍｒは、エンジン２の右バンクＢＲから左バンクＢＬに向かって延伸され、下流側の端部が左排気ポート排出流路１００ｍｌにおける変速機ウォーマ３２よりも上流側の箇所（図１の符号Ａ）に接続されている。

ＥＧＲクーラ３８は、左分離室１２Ｌに接続されるＥＧＲ流路１００ｎの途中に設けられる。ＥＧＲクーラ３８は、エンジン２から排出される排気ガスの一部をエンジン２の吸気流路に循環させるＥＧＲの途中で、排気ガスを冷却する。

水渡しパイプ４０は、ＥＧＲ流路１００ｎ、左排気ポート排出流路１００ｍｌ、水渡し流路１００ｋ、バイパス流路１００ｒが接続されている。水渡しパイプ４０は、ＥＧＲ流路１００ｎ、左排気ポート排出流路１００ｍｌおよび水渡し流路１００ｋから流入した冷却水をバイパス流路１００ｒに排出する。

制御部４２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成されている。制御部４２には、温度センサＴ１、Ｔ２が接続されており、これら温度センサＴ１、Ｔ２から送信される信号に基づいて、第１バルブ２０および第２バルブ２４を制御する。

温度センサＴ１は、右シリンダブロック３Ｒ内に設けられ、右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒを流通した冷却水の温度を計測する。温度センサＴ２は、左シリンダヘッド４Ｌ内に設けられ、左シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｌを流通した冷却水の温度を計測する。

次に、制御部４２による制御処理について説明する。ここでは、まず、第２バルブ２４におけるロータリーの回転角度と開口率との関係について説明した後、制御部４２による制御処理を説明する。

図２は、第２バルブ２４におけるロータリーの回転角度と開口率との関係を示す図である。なお、図２において、ラジエータ流路１００ｌに対する開口率を破線で示し、ヒータ流路１００ｐに対する開口率を細線（実線）で示し、水渡し流路１００ｋに対する開口率を太線（実線）で示す。

図２に示すように、第２バルブ２４は、ロータリーの回転角度が０°である状態を基準として、正方向および負方向にロータリーが回転可能である。第２バルブ２４は、ロータリーの回転角度が０°である場合（図２中「Ａ」）には、ラジエータ流路１００ｌ、ヒータ流路１００ｐおよび水渡し流路１００ｋに対する開口率が全て０％であり（閉じた状態であり）、ラジエータ流路１００ｌ、ヒータ流路１００ｐおよび水渡し流路１００ｋのいずれにも冷却水を排出することはない。

また、第２バルブ２４は、ロータリーが正方向に回転され、図２中「Ｂ」の回転角度になると、ヒータ流路１００ｐに対する開口率が１００％となり（開いた状態であり）、ヒータ流路１００ｐにのみ最大流量の冷却水が排出される。そして、第２バルブ２４は、ロータリーがさらに正方向に回転され、図２中「Ｃ」の回転角度になると、ヒータ流路１００ｐおよび水渡し流路１００ｋに対する開口率が１００％となり、ヒータ流路１００ｐおよび水渡し流路１００ｋに冷却水が排出される。つまり、図２中「Ｃ」の回転角度では、ラジエータ流路１００ｌに冷却水が流通せず、水渡し流路１００ｋおよび水渡しパイプ４０を介してバイパス流路１００ｒに冷却水が流通することになるので、バイパス流路１００ｒは、ラジエータ２６を迂回して冷却水を流通させる流路であるとも言える。

そして、第２バルブ２４は、図２中「Ｃ」からロータリーがさらに正方向に回転されると、図２中「Ｄ」の範囲において、水渡し流路１００ｋに対する開口率が１００％から０％に減少するとともに、ラジエータ流路１００ｌに対する開口率が０％から１００％に増加する。なお、第２バルブ２４は、図２中「Ｄ」の範囲において、ヒータ流路１００ｐに対する開口率が１００％のまま維持される。したがって、第２バルブ２４は、図２中「Ｄ」の範囲において、ヒータ流路１００ｐに冷却水を排出するとともに、水渡し流路１００ｋおよびラジエータ流路１００ｌに対して中間開度で（開口率に応じて）冷却水を排出することになる。つまり、第２バルブ２４は、図２中「Ｄ」の範囲において、ラジエータ２６およびバイパス流路１００ｒに流通させる冷却水の流量を中間開度によって調整可能である。

また、第２バルブ２４は、図２中「Ｄ」の範囲の回転角度から、さらにロータリーが正方向に回転され、図２中「Ｅ」の回転角度になると、ヒータ流路１００ｐおよびラジエータ流路１００ｌに対する開口率が１００％となり、ヒータ流路１００ｐおよびラジエータ流路１００ｌに冷却水が排出される。つまり、図２中「Ｅ」の回転角度では、バイパス流路１００ｒに冷却水が流通せず、ラジエータ流路１００ｌ（ラジエータ２６）に冷却水が流通することになるので、ラジエータ２６に冷却水が最も流通することになる。

一方、第２バルブ２４は、図２中「Ａ」の回転角度（回転角度が０°）からロータリーが負方向に回転された場合、ヒータ流路１００ｐに対する開口率は常に０％となる。また、第２バルブ２４は、図２中「Ｆ」の回転角度になると、水渡し流路１００ｋに対する開口率が１００％となり、水渡し流路１００ｋにのみ冷却水が排出される。

そして、第２バルブ２４は、図２中「Ｆ」からロータリーがさらに負方向に回転されると、図２中「Ｇ」の範囲において、水渡し流路１００ｋに対する開口率が１００％から０％に減少するとともに、ラジエータ流路１００ｌに対する開口率が０％から１００％に増加する。したがって、第２バルブ２４は、図２中「Ｇ」の範囲において、ラジエータ２６およびバイパス流路１００ｒに流通させる冷却水の流量を中間開度によって調整可能である。

また、第２バルブ２４は、図２中「Ｇ」の範囲の回転角度から、さらにロータリーが負方向に回転され、図２中「Ｈ」の回転角度になると、ラジエータ流路１００ｌに対する開口率が１００％となり、ラジエータ流路１００ｌに冷却水が排出される。

このように、第２バルブ２４は、ロータリーが正方向または負方向のどちらに回転されるかによって、ヒータ流路１００ｐに冷却水を排出するか否かを調整することが可能である。また、第２バルブ２４は、ロータリーが正方向および負方向のどちらに回転される場合であっても、回転角度によって、水渡し流路１００ｋおよびラジエータ流路１００ｌに対する開口率を調整することが可能である。つまり、第２バルブ２４は、回転角度によって、バイパス流路１００ｒおよびラジエータ２６に流通させる冷却水の流量を調整することが可能である。

続いて、制御部４２による制御処理について説明する。制御部４２は、温度センサＴ１、Ｔ２によって計測される冷却水の温度に基づいて、第１バルブ２０の開閉状態を制御するとともに、第２バルブ２４のロータリーの回転角度を制御する。

制御部４２は、温度センサＴ１によって計測される、右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒを流通した冷却水の温度（以下、ブロック温度と呼ぶ）が、予め設定された第２温度閾値（例えば１１０℃）未満の場合には、第１バルブ２０を閉状態にし、右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒおよび左シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｌに冷却水を流通させない。これにより、制御部４２は、エンジン２の早期暖機を図る。

また、制御部４２は、ブロック温度が第２温度閾値（例えば１１０℃）以上の場合には、第１バルブ２０を開状態にし、右シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｒおよび左シリンダブロックＷ／Ｊ１４Ｌに冷却水を流通させるようにして、エンジン２を冷却する。

また、制御部４２は、ヒータスイッチのオンオフ、および、温度センサＴ２によって計測される、左シリンダヘッドＷ／Ｊ１６Ｌを流通した冷却水の温度（以下、ヘッド温度と呼ぶ）に基づいて、第２バルブ２４のロータリーの回転角度を決定し、決定した回転角度となるように第２バルブ２４（ロータリー）を図２中「Ａ」〜「Ｈ」のいずれかの状態に制御する。このように、制御部４２は、第２バルブ２４のロータリーの回転角度を制御することにより、ラジエータ流路１００ｌ、ヒータ流路１００ｐ、およびバイパス流路１００ｒに対する冷却水の流通を制御する。

例えば、制御部４２は、ヘッド温度が５０℃未満のとき、ヒータスイッチがオンであれば第２バルブ２４のロータリーの回転角度を図２中「Ｃ」の状態に制御し、ヒータスイッチがオフであれば第２バルブ２４のロータリーの回転角度を図２中「Ｆ」の状態に制御する。このように、制御部４２は、ヘッド温度が５０℃未満のときにはラジエータ流路１００ｌに冷却水を流通させないようにして、エンジン２の早期暖機を図る。

また、制御部４２は、ヘッド温度が５０℃〜１１０℃のとき、ヒータスイッチがオンであれば第２バルブ２４のロータリーの回転角度を「Ｄ」の状態に制御し、ヒータスイッチがオフであれば第２バルブ２４のロータリーの回転角度を図２中「Ｇ」の状態に制御する。このように、制御部４２は、ヘッド温度が５０℃〜１１０℃のときには、冷却水の温度に応じて第２バルブ２４のロータリーの回転角度を中間開度で制御する。

また、制御部４２は、ヘッド温度が１１０℃以上のとき、ヒータスイッチがオンであれば第２バルブ２４のロータリーの回転角度を図２中「Ｅ」の状態に制御し、ヒータスイッチがオフであれば第２バルブ２４のロータリーの回転角度を図２中「Ｈ」の状態に制御する。このように、制御部４２は、ヘッド温度が１１０℃以上のときにはラジエータ流路１００ｌにのみ冷却水を流通させるようにして、エンジン２を最大限で冷却する。

ところで、冷却システム１では上記したように、左排気ポート冷却回路１８Ｌと変速機ウォーマ３２とを同一の流路（左排気ポート排出流路１００ｍｌ）に配置するとともに、この流路における変速機ウォーマ３２よりも下流側にサーモスタットバルブ３４を配置した。そして、このサーモスタットバルブ３４により、左排気ポート冷却回路１８Ｌおよび変速機ウォーマ３２に対する冷却水の流通状態を制御する構成とした。

このように、冷却システム１では、一つのサーモスタットバルブ３４で左排気ポート冷却回路１８Ｌおよび変速機ウォーマ３２に対する冷却水の流通状態を制御することにより、バルブの数を削減するとともに、車両のコスト低減と軽量化が実現されている。この点について、本実施形態の冷却システム１と比較例の車両の冷却システム５０の構成を対比しながら説明する。

図３は、本実施形態の冷却システム１の要部構成を説明する図であり、特に上記効果を説明するために必要な構成のみを抽出して示した図である。一方、図４は、比較例の車両の冷却システム５０について、図３に対応する要部構成を説明する図である。

図３に示すように、冷却システム１では、ウォーターポンプ１０から吐出された冷却水が、左右の分離室１２Ｒ、１２Ｌにおいて、左右の排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌに振り分けられる。左排気ポート冷却回路１８Ｌは、左排気ポート排出流路１００ｍｌが接続されており、この左排気ポート排出流路１００ｍｌに変速機ウォーマ３２、サーモスタットバルブ３４およびチャンバ３６が配置されている。チャンバ３６から排出された冷却水は、水渡しパイプ４０に流入する。

また、右排気ポート冷却回路１８Ｒは、右排気ポート排出流路１００ｍｒが接続されており、この右排気ポート排出流路１００ｍｒの下流側の端部が、左排気ポート排出流路１００ｍｌにおける変速機ウォーマ３２よりも上流側に接続されている（図３の符号Ａ）。また、左分離室１２ＬにはＥＧＲ流路１００ｎが接続されており、左分離室１２ＬからＥＧＲ流路１００ｎに流入した冷却水が、ＥＧＲクーラ３８を流通して水渡しパイプ４０に流入する。水渡しパイプ４０では、左排気ポート排出流路１００ｍｌおよびＥＧＲ流路１００ｎを流通した冷却水が合流し、合流した冷却水がバイパス流路１００ｒを介してウォーターポンプ１０に戻される。

一方、比較例の車両の冷却システム５０では、図４に示すように、右排気ポート冷却回路１８Ｒに接続される右排気ポート排出流路５０ｍｒと、左排気ポート冷却回路１８Ｌに接続される左排気ポート排出流路５０ｍｌとが、符号Ｂの箇所で合流する。そして、左排気ポート排出流路５０ｍｌにおける合流箇所Ｂよりも下流側に、左排気ポート排出流路５０ｍｌおよび右排気ポート排出流路５０ｍｒに対する冷却水の流通を制御するコントロールバルブ５２を配置している。

また、左分離室１２Ｌには、変速機ウォーマ３２およびサーモスタットバルブ３４が配置される変速機流路５０ｐが接続されている。そして、サーモスタットバルブ３４およびコントロールバルブ５２を流通した冷却水がチャンバ３６で合流し、水渡しパイプ４０に流入する。水渡しパイプ４０には、さらにＥＧＲ流路１００ｎを流通した冷却水が流入し、これらの冷却水が合流してバイパス流路１００ｒに排出され、ウォーターポンプ１０に戻される。

ここで、左右の排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌは、排気ガスの性能改善を目的としてエンジンの排気ポート近傍に設けられるが、これらの回路に例えばエンジン始動直後の温度の低い冷却水を流通させると、排気ガスの温度が急速に低下する。排気ガスの温度が低下すると、エンジンの排気流路に設けられて排気ガスの不純物を浄化する触媒の温度が活性温度まで達しにくくなる。そのため、これら排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌに対しては、温度の低い冷却水は流通させず、ある程度まで温度が上昇した冷却水を流通させたいという要請がある。

また、変速機ウォーマ３２は、変速機に供給されるオイルと冷却水とを熱交換させて、オイルの温度を制御するために設けられる。しかし、エンジン２の暖機性能の悪化に伴う燃費への影響を防ぐため、冷却水を変速機ウォーマ３２よりもエンジン２に対して優先的に流通させ、エンジン２の暖機がある程度まで進行してから変速機ウォーマ３２に冷却水を流通させたいという要請がある。

このように、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌと変速機ウォーマ３２とは、冷却水の流通制御に関して相異なる要請があるため、従来は図４に示すように、それぞれに対する冷却水の流通を制御するバルブを個別に設ける構成としていた。そのため、バルブの数が増加し、車両全体としての重量が増加していた。

一方、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌと変速機ウォーマ３２とは、エンジン始動直後の冷間運転時には冷却水を流通させず、ある程度まで冷却水の温度が上昇してから冷却水を流通させたいという点では共通している。

そこで、冷却システム１では、図３に示すように、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌと変速機ウォーマ３２とを同一の流路（図３では左排気ポート排出流路１００ｍｌ）に配置し、この流路における変速機ウォーマ３２の下流側にサーモスタットバルブ３４を設けて、冷却水が所定の温度閾値以上となったときに左排気ポート排出流路１００ｍｌに冷却水を流通させるようにした。

このようにして、冷却システム１では、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌと変速機ウォーマ３２に対して冷却水を連通させ制御するバルブを変速機ウォーマ３２下流の一つのみにすることで、バルブの数を削減するとともに車両のコスト低減と軽量化を実現している。また、冷却システム１では、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌにおいて排気ガスを冷却し、温度が上昇した冷却水を、変速機ウォーマ３２に流通させることで、変速機に用いられるオイルを速やかに昇温することができる。

なお、冷却システム１では、左排気ポート排出流路１００ｍｌの冷却水が所定の温度閾値（例えば６５℃）以上になると、サーモスタットバルブ３４が開状態となり、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌおよび変速機ウォーマ３２に同時期に冷却水が流通するようになる。そこで、サーモスタットバルブ３４が開状態となる温度閾値は、エンジンの排ガス性能や暖機性能の観点から、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌおよび変速機ウォーマ３２に冷却水を流通させても差し支えない最低限の温度に設定しておくとよい。

また、冷却システム１では、右排気ポート冷却回路１８Ｒに接続されている右排気ポート排出流路１００ｍｒを、左排気ポート排出流路１００ｍｌにおける変速機ウォーマ３２の上流側に接続させることで、変速機ウォーマ３２に流通させる冷却水の流量を増加させることができる。

具体的に説明すると、冷却システム１では、変速機ウォーマ３２に対して流通させるべき冷却水の流量と、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌに対して流通させるべき冷却水の流量との間に若干の誤差があり、一般に、変速機ウォーマ３２に対する必要流量の方が、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌに対する必要流量よりも多い。したがって、左排気ポート排出流路１００ｍｌに流通させる冷却水だけでは、変速機ウォーマ３２に対する必要流量を賄えない場合がある。

そこで、冷却システム１では、左排気ポート排出流路１００ｍｌにおける変速機ウォーマ３２の上流側に、右排気ポート排出流路１００ｍｒの下流側の端部を接続させ、両流路の冷却水を合流させることにより、変速機ウォーマ３２に対して不足する冷却水の流量を補う。これにより、簡単かつ安価な構成で、変速機ウォーマ３２に対して不足する冷却水の流量を補うことができる。

また、冷却システム１では、ＥＧＲクーラ３８が配されるＥＧＲ流路１００ｎが、左排気ポート排出流路１００ｍｌとは独立した流路となっている。ＥＧＲクーラ３８は、エンジンの吸気流路に戻す排気ガスの温度を下げ、燃費を改善することを目的として設けられるため、上述の排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌや変速機ウォーマ３２とは異なり、冷却水を常時流通させておきたいという要請がある。

そこで、冷却システム１では上記のように、ＥＧＲ流路１００ｎを左排気ポート排出流路１００ｍｌとは独立した流路構成とし、ＥＧＲ流路１００ｎには常時冷却水を流通させるようにしている。このようにして、冷却システム１では、ＥＧＲシステムによる燃費の改善効率に影響を及ぼさないようにしている。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態で説明した冷却システム１において、過給機やＥＧＲバルブなどをさらに設け、これらのデバイスに冷却水を流通させる流路を別途設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、排気ポート冷却回路１８Ｒ、１８Ｌおよび変速機ウォーマ３２に対する冷却水の流通状態を切り替えるバルブとしてサーモスタットバルブ３４を設ける構成を説明したが、このバルブは制御部４２で開閉の制御を行うことができる電子制御バルブであってもよい。

また、上記実施形態では、エンジン２が複数のバンクを備える水平対向エンジンである場合を例示して説明したが、エンジン２の形式についてはこれに限られない。例えば、エンジン２が水平対向エンジンと同様に複数のバンクを備えるＶ型エンジンである場合にも、冷却システム１を適用することができる。

本発明は、冷却水を車両各部に循環させる車両の冷却システムに利用できる。

ＢＬ 左バンク（第１のバンク）
ＢＲ 右バンク（第２のバンク）
１ 車両の冷却システム
２ エンジン
１８Ｌ 左排気ポート冷却回路（第１の排気ポート冷却回路）
１８Ｒ 右排気ポート冷却回路（第２の排気ポート冷却回路）
３２ 変速機ウォーマ
３４ サーモスタットバルブ（バルブ）
１００ｍｌ 左排気ポート排出流路（第１流路）
１００ｍｒ 右排気ポート排出流路（第２流路）

Claims (1)

1. 複数のバンクを備えるエンジンに形成された第１のバンクにおける排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する第１の排気ポート冷却回路と、
   前記第１の排気ポート冷却回路の下流側に接続され、冷却水が流通する第１流路と、
   前記第１流路に配され、変速機に用いられるオイルと冷却水とを熱交換させる変速機ウォーマと、
   前記第１流路における前記変速機ウォーマよりも下流側に設けられ、該第１流路に冷却水を流通させる開状態、および、該第１流路に冷却水を流通させない閉状態を切り替えるバルブと、
   前記エンジンに形成された第２のバンクにおける排気ポートの近傍に設けられ、冷却水が流通する第２の排気ポート冷却回路と、
   前記第２の排気ポート冷却回路が配される第２流路と、を備え、
   前記第２流路は、下流側の端部が少なくとも前記第１流路における前記変速機ウォーマよりも上流側に接続されていることを特徴とする車両の冷却システム。

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