(57)【要約】【課題】シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させるとともに、昇温後にはシリンダヘッドの壁温の温度制御を出来る限り緻密に行うことができる冷却システムを提供する。【解決手段】ラジエータ７０を経由するラジエータ通路６５と、ラジエータ７０を迂回するラジエータ迂回通路６６と、気筒１１を冷却するボア通路６３に流入するエンジン冷却液の液温を取得する第１液温センサＳＷ４と、シリンダヘッド１３を冷却するヘッド通路６４を流通するエンジン冷却液の液温を取得する第２液温センサＳＷ５と、ラジエータ通路６５に配置されたサーモスタット弁８０と、ラジエータ迂回通路６６に配置された流量調整弁９０と、ＥＣＵ１００とを備え、ＥＣＵ１００は、第１液温センサＳＷ４の検出結果に基づいてサーモスタット弁８０を作動制御する一方、第２液温センサＳＷ５の検出結果に基づいて流量調整弁９０を作動制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空燃比が理論空燃比よりもリーンな混合気を燃焼させるリーン燃焼と、空燃比が該理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼とを切り替え可能なエンジンの冷却システムであって、
エンジン冷却液を供給するポンプと、
前記エンジンのシリンダボアを冷却するためにエンジン冷却液が流通するボア通路と、
前記エンジンのシリンダヘッドに設けられ、該シリンダヘッドの燃焼室近傍の部分を冷却するためにエンジン冷却液が流通するヘッド通路と、
前記ボア通路を通って、前記ヘッド通路を通った後、エンジン冷却液を冷却させるラジエータを経由して、前記ポンプにエンジン冷却液を流入させる第１通路と、
前記ボア通路を通って、前記ヘッド通路を通った後、前記ラジエータを迂回して前記ポンプにエンジン冷却液を流入させる第２通路と、
前記ポンプから吐出されて、前記ボア通路に流入するエンジン冷却液の液温を取得する第１液温取得部と、
前記ヘッド通路を流通するエンジン冷却液の液温を取得する第２液温取得部と、
前記第１通路に配置され、該第１通路を開閉することで、該第１通路を流通するエンジン冷却液の液温を調整する温調装置と、
前記第２通路に配置され、該第２通路を開閉することで、該第２通路を流通するエンジン冷却液の流量を調整する流量調整装置と、
前記温調装置及び前記流量調整装置を作動制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１液温取得部の検出結果に基づいて前記温調装置を作動制御する一方、第２液温取得部の検出結果に基づいて前記流量調整装置を作動制御することを特徴とするエンジンの冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの冷却システムにおいて、
前記温調装置は、無通電時には、前記第１通路内のエンジン冷却液の液温が所定液温以上になったときに該液温に基づいて開く一方、通電時には、前記第１通路内のエンジン冷却液の液温が前記所定液温未満であっても開く電気式サーモスタット弁であり、
前記制御部は、前記第１液温取得部の検出結果に基づいて、前記電気式サーモスタット弁に供給する電流量を調整することを特徴とするエンジンの冷却システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンの冷却システムにおいて、
前記流量調整装置は、一定開度の開き状態と、全閉の閉じ状態との間で切り替えられるオン／オフ式弁であって、
前記制御部は、前記流量調整装置の開き状態の時間及び閉じ状態の時間を調整することを特徴とするエンジンの冷却システム。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジンの冷却システムにおいて、
前記制御部は、前記流量調整装置の作動制御として、単位時間当たりの前記開き状態の時間が最大である第１モードと、単位時間当たりの前記開き状態の時間が略ゼロである第２モードと、単位時間当たりの前記開き状態の時間が前記第１モードよりも短くかつ前記第２モードよりも長い第３モードと、を実行するように構成されていることを特徴とするエンジンの冷却システム。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの冷却システムにおいて、
前記制御部は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記シリンダヘッドの目標壁温を設定するように構成されており、
さらに前記制御部は、
前記第２液温取得部の検出結果が前記目標壁温よりも低くかつ該検出結果と前記目標壁温との差が、予め設定された特定量以上であるときには、前記流量調整装置を前記第２モードで作動させる一方、
前記第２液温取得部の検出結果が前記目標壁温よりも低くかつ該検出結果と前記目標壁温との差が、前記特定量未満であるときには、前記流量調整装置を前記第１モード又は前記第３モードで作動させる、
ことを特徴とするエンジンの冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、エンジンの冷却システムに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンからの冷却液がラジエータを経由して流通する第１通路と、エンジンからの冷却液がラジエータを迂回して流通する第２通路とを有する冷却システムが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エンジンの冷却液を冷却するラジエータと、エンジンからの冷却液がラジエータを経由して流通する第１通路と、エンジンからの冷却液がラジエータを迂回して流通する第２通路と、第１通路及び第２通路の冷却液を液温に応じて合流させて混合するサーモスタット装置と、サーモスタット装置を通過した冷却液を吐出するポンプと、第１通路のうちラジエータの下流の部分から分岐し、サーモスタット弁を迂回して第２流路と合流させるバイパス通路と、バイパス通路を開閉可能なバイパス弁とを備えた冷却システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２５３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンには、空燃比が理論空燃比よりもリーンな混合気を燃焼させるリーン燃焼と、空燃比が該理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼とを切り替え可能なエンジンがある。このようなエンジンでは、燃費向上の観点から、出来る限りリーン燃焼を行うことが好ましい。リーン燃焼を実現するためには、エンジンの冷間状態から燃焼室内の温度を早期に上昇させる必要がある。
【０００６】
また、エンジンの暖機後には、運転者の要求に応じて、リーン燃焼とストイキ燃焼とを切り替える必要がある。ストイキ燃焼時に燃焼室内の温度が高すぎると、ノッキング等の異常燃焼が発生するおそれがある。このため、エンジンの暖機後は、燃焼室内の温度を出来る限り緻密に制御する必要がある。
【０００７】
ここで、燃焼室を構成する壁部の中でも、燃焼室の天井面を構成するシリンダヘッドの壁部は、ピストンの圧縮上死点においても燃焼室を構成するため、混合気の圧縮端温度に影響を与える。したがって、早期に燃焼室内の温度を上昇させるとともに、エンジン暖機後に燃焼室内の温度を緻密にするには、シリンダヘッドの温度を適切制御することが求められる。
【０００８】
ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させるとともに、昇温後にはシリンダヘッドの壁温の温度制御を出来る限り緻密に行うことができる冷却システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、空燃比が理論空燃比よりもリーンな混合気を燃焼させるリーン燃焼と、空燃比が該理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼とを切り替え可能なエンジンの冷却システムを対象として、エンジン冷却液を供給するポンプと、前記エンジンのシリンダボアを冷却するためにエンジン冷却液が流通するボア通路と、前記エンジンのシリンダヘッドに設けられ、該シリンダヘッドの燃焼室近傍の部分を冷却するためにエンジン冷却液が流通するヘッド通路と、前記ボア通路を通って、前記ヘッド通路を通った後、エンジン冷却液を冷却させるラジエータを経由して、前記ポンプにエンジン冷却液を流入させる第１通路と、前記ボア通路を通って、前記ヘッド通路を通った後、前記ラジエータを迂回して前記ポンプにエンジン冷却液を流入させる第２通路と、前記ポンプから吐出されて、前記ボア通路に流入するエンジン冷却液の液温を取得する第１液温取得部と、前記ヘッド通路を流通するエンジン冷却液の液温を取得する第２液温取得部と、前記第１通路に配置され、該第１通路を開閉することで、該第１通路を流通するエンジン冷却液の液温を調整する温調装置と、前記第２通路に配置され、該第２通路を開閉することで、該第２通路を流通するエンジン冷却液の流量を調整する流量調整装置と、前記温調装置及び前記流量調整装置を作動制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１液温取得部の検出結果に基づいて前記温調装置を作動制御する一方、第２液温取得部の検出結果に基づいて前記流量調整装置を作動制御する、という構成にした。
【００１０】
この構成によると、温調装置が設けられた第１通路からポンプに流れるエンジン冷却液の液温によりエンジンに流入するエンジン冷却液の液温を制御できる一方、流量調整装置が設けられた第２通路からポンプに流れるエンジン冷却液の流量によりエンジンに流入するエンジン冷却液の流量を制御できる。例えば、エンジンの冷間時には、第１通路及び第２通路の両方に対してエンジン冷却液の流通を制限する。これにより、ヘッド通路内のエンジン冷却液をほぼ止水状態とできるため、シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させることができる。
【００１１】
エンジンの暖機完了後は、リーン燃焼とストイキ燃焼との切り替えが頻繁に行われる。温調装置により第１通路を開閉することによって、ボア通路に流入させるエンジン冷却液の液温を調整することで、リーン燃焼時には、シリンダヘッドの温度を、リーン燃焼を実行できる温度に保つことができる一方、ストイキ燃焼時には、燃焼室内の温度が過剰に高くなるのを抑制することができる。また、流量調整装置により、第２通路に流れるエンジン冷却水の量を調整することで、ヘッド通路を流通するエンジン冷却液の流量が調整される。これにより、温度変化の割合を制御することができる。この結果、シリンダヘッドの壁温を出来る限り緻密に制御することができる。
【００１２】
したがって、シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させるとともに、上昇後にはシリンダヘッドの温度制御を出来る限り緻密に行うことができる。
【００１３】
前記エンジンの冷却システムにおいて、前記温調装置は、無通電時には、前記第１通路内のエンジン冷却液の液温が所定液温以上になったときに該液温に基づいて開く一方、通電時には、前記第１通路内のエンジン冷却液の液温が前記所定液温未満であっても開く電気式サーモスタット弁であり、前記制御部は、前記第１液温取得部の検出結果に基づいて、前記電気式サーモスタット弁に供給する電流量を調整する、という構成でもよい。
【００１４】
この構成によると、所定液温をリーン燃焼が可能な温度に設定しておけば、第１通路を略閉じ状態にする期間が長くなって、シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させることができる。一方で、エンジンの暖機後は、ボア通路に流入させるエンジン冷却液の液温が所望の液温になるように、温調装置に供給する電流量を調整することで、シリンダヘッドの壁温を出来る限り緻密に制御することができる。
【００１５】
前記エンジンの冷却システムにおいて、前記流量調整装置は、一定開度の開き状態と、全閉の閉じ状態との間で切り替えられるオン／オフ式弁であって、前記制御部は、前記流量調整装置の開き状態の時間及び閉じ状態の時間を調整する、という構成でもよい。
【００１６】
この構成によると、流量調整装置はオン／オフ式弁であるため応答性が高い。また、第２通路へのエンジン冷却液の流量は、流量調整装置の開き状態の時間及び閉じ状態の時間を調整するだけでよいため、緻密な調整が可能となる。この結果、シリンダヘッドの壁温を一層緻密に制御することができる。
【００１７】
流量調整装置がオン／オフ式弁である、エンジンの冷却システムの一実施形態では、前記制御部は、前記流量調整装置の作動制御として、単位時間当たりの前記開き状態の時間が最大である第１モードと、単位時間当たりの前記開き状態の時間が略ゼロである第２モードと、単位時間当たりの前記開き状態の時間が前記第１モードよりも短くかつ前記第２モードよりも長い第３モードと、を実行するように構成されている。
【００１８】
この構成によると、シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させたいときには、第２モードを選択したり、シリンダヘッド及びシリンダボアの温度を出来る限り均一にして、エンジンの信頼性を向上させたいときには、第１モードを選択したりすることで、運転者の要求（エンジンへの作動要求）に合わせた制御ができるようになる。
【００１９】
前記一実施形態において、前記制御部は、前記エンジンの運転状態に基づいて前記シリンダヘッドの目標壁温を設定するように構成されており、さらに前記制御部は、前記第２液温取得部の検出結果が前記目標壁温よりも低くかつ該検出結果と前記目標壁温との差が、予め設定された特定量以上であるときには、前記流量調整装置を前記第２モードで作動させる一方、前記第２液温取得部の検出結果が前記目標壁温よりも低くかつ該検出結果と前記目標壁温との差が、前記特定量未満であるときには、前記第流量調整装置を前記第１モード又は前記第３モードで作動させる、という構成でもよい。
【００２０】
すなわち、第２モードにすると、第２通路は略閉じ状態になるためシリンダヘッドの温度は上昇しやすい。しかしながら、シリンダヘッドにおける排気ポートなどは特に温度が上がりやすく、第２液温取得部の検出結果が目標壁温になる前に、シリンダヘッドの排気ポート周辺が目標壁温を超えてしまうおそれがある。そこで、第２液温取得部の検出結果と目標壁温との差が特定量以上の段階では、第２モードを選択することで、シリンダヘッドを早急に暖める。その後、第２液温取得部の検出結果と目標壁温との差が特定量未満になったときに、第１モード又は第３モードを選択して、第２通路を介してエンジン冷却液を循環させて、排気ポート周辺等の温度が過剰に上昇することを抑制する。これにより、エンジンの信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、ここに開示された技術によると、シリンダヘッドの壁温を早期に上昇させるとともに、上昇後にはシリンダヘッドの壁温の温度制御を出来る限り緻密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】例示的な実施形態に係る冷却システムが採用されたエンジンの構成を示す概略図である。
【図２】エンジン本体のシリンダヘッドにおける燃焼室を形成する部分を示す断面図である。
【図３】冷却システムの概略図である。
【図４】エンジン及び冷却システムの制御系を示すブロック図である。
【図５】エンジンのマップを例示する図であって、上図は温間時のマップ、中図は半暖機時のマップ、下図は冷間時のマップである。
【図６】エンジンのマップのレイヤ構造を示す図である。
【図７】マップのレイヤ選択時におけるＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【図８】流量制御弁の制御モードと、シリンダヘッドの壁温との関係を示すグラフである。
【図９】流量制御時におけるシリンダヘッドの壁温の変化を例示するグラフである。
【図１０】ヘッド壁温の温度制御時のＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【図１１】流量制御時のＥＣＵの処理動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１には、本実施形態に係る冷却システム６０（図３参照）が適用された過給機付エンジン１（以下、単にエンジン１という）の構成を示す。エンジン１は、燃焼室１７が吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を繰り返すことにより運転する４ストロークエンジンである。エンジン１は、四輪の車両（ここでは、自動車）に搭載される。エンジン１が運転することによって、車両は走行する。エンジン１の燃料は、この構成例においてはガソリンを主成分とする液体燃料である。
【００２５】
（エンジンの構成）
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを有するエンジン本体１０を備えている。エンジン本体１０は、シリンダブロック１２の内部に複数の気筒１１（シリンダボア）が形成された多気筒エンジンである。図１では、一つの気筒１１のみを示す。エンジン本体１０の他の気筒１１は、図１の紙面に垂直な方向に並んでいる。
【００２６】
各気筒１１内には、ピストン３が摺動自在に内挿されている。ピストン３は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン３は、気筒１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１７を区画する。具体的には、ピストン３は燃焼室１７の底面を構成し、気筒１１は燃焼室１７の側面を構成し、シリンダヘッド１３の気筒１１側の壁部１３ａ（以下、ヘッド壁部１３ａという）は、燃焼室１７の天井面を構成する。尚、「燃焼室」は、ピストン３が圧縮上死点に至ったときの空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は広義で用いる場合がある。つまり、「燃焼室」は、ピストン３の位置に関わらず、ピストン３、気筒１１及びシリンダヘッド１３によって形成される空間を意味する場合がある。
【００２７】
シリンダブロック１２における各気筒１１の周囲には、ブロック側ウォータジャケットが設けられている。ブロック側ウォータジャケットには、気筒１１を冷却するエンジン冷却液が流通している。つまり、ブロック側ウォータジャケットは、気筒１１（シリンダボア）を冷却するためにエンジン冷却液が流通するボア通路６３を構成する。本実施形態では、図２に示すように、ボア通路６３には、ウォータジャケットスペーサ１２ａが配置されている。ウォータジャケットスペーサ１２ａにより、エンジン冷却液を、気筒１１に出来る限り近い領域に流通させることができるとともに、エンジン冷却液を不図示のヒータコア等に送るための通路に適宜分岐させることができるようになっている。
【００２８】
エンジン冷却液は、ボア通路６３を通った後、シリンダヘッド１３内に設けられたヘッド側ウォータジャケットに流入する。図２に示すように、ヘッド側ウォータジャケットは、燃焼室１７の直上及び後述の排気ポート１９の周囲に形成されている。つまり、ヘッド側ウォータジャケットは、シリンダヘッド１２の燃焼室１７近傍の部分、特に、ヘッド壁部１３ａを冷却するためにエンジン冷却液が流通するヘッド通路６４を構成する。詳しくは後述するが、ヘッド通路６４を通過したエンジン冷却液は、ラジエータ通路６５及びラジエータ迂回通路６６に分岐する。
【００２９】
シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に、吸気ポート１８が形成されている。吸気ポート１８は、燃焼室１７に連通している。吸気ポート１８には、吸気弁２１が配設されている。吸気弁２１は、燃焼室１７と吸気ポート１８との間を開閉する。吸気弁２１は、動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び／又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構とすればよい。本実施形態では、可変動弁機構は、吸気電動Ｓ−ＶＴ（Sequential-Valve Timing）２３（図４参照）を有している。吸気電動Ｓ−ＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気弁２１の開時期及び閉時期は、連続的に変化する。尚、吸気動弁機構は、電動Ｓ−ＶＴに代えて、油圧式のＳ−ＶＴを有していてもよい。
【００３０】
シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に、排気ポート１９が形成されている。排気ポート１９は、燃焼室１７に連通している。排気ポート１９には、排気弁２２が配設されている。排気弁２２は、燃焼室１７と排気ポート１９との間を開閉する。排気弁２２は動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。この動弁機構は、バルブタイミング及び／又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構とすればよい。本実施形態では、可変動弁機構は、排気電動Ｓ−ＶＴ２４（図４参照）を有している。排気電動Ｓ−ＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気弁２２の開時期及び閉時期は、連続的に変化する。尚、排気動弁機構は、電動Ｓ−ＶＴに代えて、油圧式のＳ−ＶＴを有していてもよい。
【００３１】
シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に、気筒１１内に燃料を直接噴射するインジェクタ６が取り付けられている。インジェクタ６は、その噴口が燃焼室１７の天井面の中央部分（厳密には、中央よりも僅かに排気側の部分）から、その燃焼室１７内に臨むように配設されている。インジェクタ６は、エンジン本体１０の運転状態に応じた量の燃料を、エンジン本体１０の運転状態に応じて設定された噴射タイミングで燃焼室１７内に直接噴射する。
【００３２】
シリンダヘッド１３には、気筒１１毎に、点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、燃焼室１７の中の混合気に強制的に点火をする。点火プラグ２５は、本実施形態では、吸気側に配設されている。点火プラグ２５の電極は、燃焼室１７の中に臨んでかつ、燃焼室１７の天井面の付近に位置している。尚、点火プラグ２５は、排気側に配置されていてもよい。また、点火プラグ２５を気筒１１の中心軸上に配置する一方、インジェクタ６を、気筒１１の中心軸よりも吸気側又は排気側に配設してよい。
【００３３】
本実施形態において、エンジン本体１０の幾何学的圧縮比は、１３以上３０以下に設定されている。後述するようにエンジン１は、該エンジン１の暖機後の全運転領域において、燃料と吸気との混合気を点火プラグ２５により火花点火させるＳＩ（Spark Ignition）燃焼と、燃料と吸気との混合気を圧縮自着火させるＣＩ（Compression Ignition）燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ（Spark Controlled Compression Ignition）燃焼を行う。ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼による発熱と圧力上昇とを利用して、ＣＩ燃焼をコントロールする。エンジン１の幾何学的圧縮比は、レギュラー仕様（燃料のオクタン価が９１程度）においては、１４〜１７とし、ハイオク仕様（燃料のオクタン価が９６程度）においては、１５〜１８としてもよい。
【００３４】
エンジン本体１０の一側面には吸気通路４０が接続されている。吸気通路４０は、各気筒１１の吸気ポート１８に連通している。吸気通路４０は、燃焼室１７に導入する吸気が流れる通路である。
【００３５】
吸気通路４０の上流端近傍には、新気を濾過するエアクリーナー４１が配設されている。吸気通路４０の下流端近傍には、サージタンク４２が配設されている。サージタンク４２よりも下流の吸気通路４０は、気筒１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の下流端が、各気筒１１の吸気ポート１８に接続されている。
【００３６】
吸気通路４０におけるエアクリーナー４１とサージタンク４２との間には、スロットル弁４３が配設されている。スロットル弁４３は、弁の開度を調整することによって、燃焼室１７の中への新気の導入量を調整するよう構成されている。
【００３７】
吸気通路４０には、スロットル弁４３の下流に、機械式過給機４４（以下、単に過給機４４という）のコンプレッサが配設された過給側通路４０ａが設けられている。過給機４４は、燃焼室１７に導入する吸気を過給するよう構成されている。本実施形態において、過給機４４は、エンジン本体１０によって駆動される過給機である。過給機４４は、例えばリショルム式としてもよい。過給機４４の構成は特に限定されない。過給機４４は、ルーツ式、ベーン式、又は遠心式であってもよい。
【００３８】
過給機４４とエンジン本体１０との間には、電磁クラッチ４５が介設している。電磁クラッチ４５は、過給機４４とエンジン本体１０との間で、エンジン本体１０から過給機４４へ駆動力を伝達したり、該駆動力の伝達を遮断したりする。後述するように、ＥＣＵ１００が電磁クラッチ４５の遮断及び接続を切り替えることによって、過給機４４は駆動状態と非駆動状態とが切り替わる。つまり、電磁クラッチ４５は、過給機４４の駆動と非駆動とを切り替えるクラッチである。このエンジン１は、過給機４４が、燃焼室１７に導入する吸気を過給することと、過給機４４が、燃焼室１７に導入する吸気を過給しないこととを切り替えることができるよう構成されている。
【００３９】
過給側通路４０ａにおける過給機４４の直下流には、インタークーラー４６が配設されている。インタークーラー４６は、過給機４４において圧縮された吸気を冷却するよう構成されている。本実施形態において、インタークーラー４６は液冷式である。図示は省略しているが、本実施形態では、インタークーラー４６には、エンジン冷却液とは別のインタークーラー冷却液が流通する独立した冷却通路が接続されている。該冷却通路には電動ポンプが設けられており、該電動ポンプによりインタークーラー冷却液が当該冷却通路を循環する。
【００４０】
吸気通路４０には、バイパス通路４７が接続されている。バイパス通路４７は、過給機４４及びインタークーラー４６をバイパスするよう、吸気通路４０における過給機４４の上流側の部分とインタークーラー４６の下流側の部分とを接続する。バイパス通路４７には、該バイパス通路４７を開閉するエアバイパス弁４８が配設されている。
【００４１】
過給機４４を非駆動状態にしたとき（つまり、電磁クラッチ４５を遮断したとき）には、エアバイパス弁４８を開き状態（オン状態）にする。これにより、吸気通路４０を流れるガスは、過給機４４をバイパスして、エンジン１の燃焼室１７に導入される。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気の状態で運転する。
【００４２】
過給機４４をオン状態（すなわち、電磁クラッチ４５を接続状態）にすると、エンジン１は過給状態で運転する。ＥＣＵ１００は、過給機４４がオン状態のときに、エアバイパス弁４８の開度を調整する、過給機４４を通過したガスの一部は、バイパス通路４７を通って過給機４４の上流に逆流する。ＥＣＵ１００がエアバイパス弁４８の開度を調整すると、燃焼室１７に導入するガスの過給圧が変わる。尚、過給時とは、サージタンク４２内の圧力が大気圧を超える時をいい、非過給時とは、サージタンク４２内の圧力が大気圧以下になる時をいう、と定義してもよい。
【００４３】
エンジン本体１０の他側面には、排気通路５０が接続されている。排気通路５０は、各気筒１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１７から排出された排気が流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、気筒１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の上流端が、各気筒１１の排気ポート１９に接続されている。
【００４４】
排気通路５０には、複数の触媒コンバーターを有する排気ガス浄化システムが配設されている。上流の触媒コンバーターは、図示は省略するが、エンジンルーム内に配設されている。上流の触媒コンバーターは、三元触媒５１１と、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）５１２とを有している。下流の触媒コンバーターは、エンジンルーム外に配設されている。下流の触媒コンバーターは、三元触媒５１３を有している。尚、排気ガス浄化システムは、図例の構成に限定されるものではない。例えば、ＧＰＦは省略してもよい。また、触媒コンバーターは、三元触媒を有するものに限定されない。さらに、三元触媒及びＧＰＦの並び順は、適宜変更してもよい。
【００４５】
吸気通路４０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、排気の一部を吸気通路４０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における上流の触媒コンバーターと下流の触媒コンバーターとの間に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路４０における過給機４４の上流に接続されている。ＥＧＲ通路５２を流れる排気（以下、ＥＧＲガスという）は、吸気通路４０に導入される時には、バイパス通路４７のエアバイパス弁４８を通らずに、吸気通路４０における過給機４４の上流に入る。
【００４６】
ＥＧＲ通路５２には、液冷式のＥＧＲクーラー５３が配設されている。ＥＧＲクーラー５３は、ＥＧＲ通路５２を通るＥＧＲガスを冷却する。図示は省略しているが、本実施形態では、ＥＧＲクーラー５３には、ボア通路６３から分岐した通路を通ったエンジン冷却液が流入する。ＥＧＲ通路５２には、ＥＧＲ弁５４が配設されている。ＥＧＲ弁５４は、ＥＧＲ通路５２を流れるＥＧＲガスの流量を調整するよう構成されている。ＥＧＲ弁５４の開度を調整することによって、冷却したＥＧＲガスの還流量を調整することができる。ＥＧＲ弁５４は、オン／オフ式弁で構成されていてもよく、開度を連続的に変化させることが可能な弁で構成されていてもよい。
【００４７】
（エンジンの冷却システム）
次に、エンジン１の冷却システム６０について説明する。図３に示すように、エンジン１の冷却システム６０は、エンジン冷却液を供給するポンプ６１と、ポンプ６１からエンジン本体１０のボア通路６３に流入させる入口通路６２と、ボア通路６３及びヘッド通路６４と、ボア通路６３を通って、ヘッド通路６４を通った後、エンジン冷却液を冷却させるラジエータ７０を経由してポンプ６１に流入するラジエータ通路６５（第１通路）と、ボア通路６３を通って、ヘッド通路６４を通った後、ラジエータ７０を迂回してポンプ６１にエンジン冷却液を流入させるラジエータ迂回通路６６（第２通路）とを有する。
【００４８】
ポンプ６１は、エンジン本体１０のクランクシャフト１５に連動して駆動される機械式のポンプである。第１ポンプ６１の吐出口は、入口通路６２に接続されている。ポンプ６１には、入口通路６２に吐出するエンジン冷却液の液温を検出する第１液温センサＳＷ４が設けられている。第１液温センサＳＷ４は、ポンプ６１から吐出されて、ボア通路６３に流入するエンジン冷却液の液温を取得する第１液温取得部に相当する。ポンプ６１からのエンジン冷却液の吐出量は、エンジン回転数とポンプ６１へのエンジン冷却液の還流量とにより変動する。尚、第１液温センサＳＷ４は、入口通路６２を流通するエンジン冷却液の液温を検出するように配置されていてもよい。
【００４９】
入口通路６２は、ポンプ６１の吐出口とボア通路６３の入口とを連通する。ポンプ６１から吐出されたエンジン冷却液が、ボア通路６３全体を流通するように、入口通路６２は、ボア通路６３のうち、気筒列方向における一端側でかつ気筒１１の筒軸方向におけるシリンダヘッド１３とは反対側の端部と接続されている。
【００５０】
ボア通路６３は、前述したように、各気筒１１の周囲を囲むように設けられている。ボア通路６３の出口は、ボア通路６３のうち、気筒列方向における他端側でかつ前記筒軸方向におけるシリンダヘッド１３側の端部に設けられている。
【００５１】
ヘッド通路６４は、前述したように、燃焼室１７の直上及び排気ポート１９の周囲に形成されている。ヘッド通路６４の入口は、ボア通路６３の出口と同様に、気筒列方向における他端側に設けられる一方、ヘッド通路６４の出口は気筒列方向における一端側に設けられている。ヘッド通路６４の出口近傍には、該ヘッド通路６４を流通するエンジン冷却液の液温を検出する第２液温センサＳＷ５が侵入している。第２液温センサＳＷ５は第２液温取得部に相当する。第２液温センサＳＷ５は、エンジン本体１０と熱交換した直後のエンジン冷却液の液温を取得するセンサであり、第２液温センサＳＷ５の検出結果は、基本的には、エンジン冷却液の液温が最も高くなる位置における、該エンジン冷却液の液温を示す。
【００５２】
ラジエータ通路６５は、ヘッド通路６４の下流端から分岐している。ラジエータ通路６５におけるラジエータ７０とポンプ６１との間には、サーモスタット弁８０が配置されている。サーモスタット弁８０は、電気式のサーモスタット弁で構成されている。具体的には、サーモスタット弁８０は、一般的なサーモスタット弁に電熱線を内蔵させた弁である。サーモスタット弁８０は、無通電時には、エンジン冷却液の液温が、所定液温以上であるときに、その温度に応じて開くように構成されているが、電熱線に電流を流すことで、エンジン冷却液の液温が所定液温未満のときでも開くことができるようになっている。つまり、無通電時には、所定液温でサーモスタット弁８０が開くことにより、ラジエータ通路６５内のエンジン冷却液の液温を所定液温付近にすることができる一方、通電時には、所定液温未満の所望の液温でサーモスタット弁８０が開くことにより、ラジエータ通路６５内のエンジン冷却液の液温を所望の液温にすることができる。このことから、サーモスタット弁８０は、ラジエータ通路６５に配置され、該ラジエータ通路６５を開閉することで、該ラジエータ通路６５を流通するエンジン冷却液の液温を調整する温調装置に相当する。
【００５３】
詳しくは後述するが、サーモスタット弁８０への通電量は、ＥＣＵ１００が設定する目標液温及び第１液温センサＳＷ４の検出結果に基づいて制御される。尚、本実施形態において、所定液温は後述する第１所定壁温よりも高い９５℃程度に設定されている。
【００５４】
ラジエータ迂回通路６６も、ラジエータ通路６５と同様に、ヘッド通路６４の下流端から分岐している。ラジエータ迂回通路６６の途中には、流量調整弁９０が配置されている。流量調整弁９０は、一定開度の開き状態と、全閉の閉じ状態との間で切り替えられるオン／オフ式弁である。流量調整弁９０は、開き状態の時間及び閉じ状態の時間を調整することで、より詳しくは、単位時間当たりの開き状態及び閉じ状態の割合（以下、デューティ比という）を調整することで、ラジエータ迂回通路６６を通るエンジン冷却液の流量を調整する。つまり、流量調整弁９０は、ラジエータ迂回通路６６を開閉することで、該ラジエータ迂回通路６６を流通するエンジン冷却液の流量を調整する流量調整装置に相当する。
【００５５】
詳しくは後述するが、流量調整弁９０のデューティ比は、第２液温センサＳＷ５の検出結果に基づいて制御される。
【００５６】
（エンジンの制御系）
エンジン１の制御装置は、エンジン１を運転するためのＥＣＵ（Engine Control Unit）１００を備えている。ＥＣＵ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラーであって、図４に示すように、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）１０１と、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリ１０２と、電気信号の入出力をする入出力バス１０３と、を備えている。ＥＣＵ１００は、制御部の一例である。
【００５７】
ＥＣＵ１００には、図１、図３、及び図４に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ７が接続されている。センサＳＷ１〜ＳＷ７は、検知信号をＥＣＵ１００に出力する。センサには、以下のセンサが含まれる。
【００５８】
すなわち、吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されかつ吸気通路４０を流れる新気の流量を検知するエアフローセンサＳＷ１、サージタンク４２に取り付けられかつ燃焼室１７に供給される吸気の温度を検知する吸気温度センサＳＷ２、排気通路５０に配置されかつ燃焼室１７から排出した排気ガスの温度を検知する排気温度センサＳＷ３、ポンプ６１に取り付けられかつボア通路６３に流入するエンジン冷却液の液温を検出する第１液温センサＳＷ４、エンジン本体１０のシリンダヘッド１３に取り付けられかつヘッド通路６４を流通するエンジン冷却液の液温を検出する第２液温センサＳＷ５、エンジン本体１０に取り付けられかつクランクシャフト１５の回転角を検知するクランク角センサＳＷ６、アクセルペダル機構に取り付けられかつアクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検知するアクセル開度センサＳＷ７である。
【００５９】
ＥＣＵ１００は、これらの検出信号に基づいて、エンジン本体１０の運転状態を判断するとともに、各デバイスの制御量を計算する。ＥＣＵ１００は、計算をした制御量に係る制御信号を、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３、排気電動Ｓ−ＶＴ２４、スロットル弁４３、過給機４４の電磁クラッチ４５、エアバイパス弁４８、ＥＧＲ弁５４、サーモスタット弁８０、及び流量調整弁９０に出力する。
【００６０】
例えば、ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＷ６の検出信号に基づいてエンジン本体１０のエンジン回転数を算出する。ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサＳＷ７の検出信号に基づいてエンジン本体１０のエンジン負荷を算出する。
【００６１】
また、ＥＣＵ１００は、算出されたエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、ヘッド壁部１３ａの温度（以下、ヘッド壁温という）の目標壁温を設定する。
【００６２】
また、ＥＣＵ１００は、設定された目標壁温に基づいて、入口通路６１に吐出すべきエンジン冷却液の液温である入口目標液温を設定する。
【００６３】
また、ＥＣＵ１００は、エンジン本体１０の運転状態（主に、エンジン負荷及びエンジン回転数）と予め設定したマップとに基づいて目標ＥＧＲ率（つまり、燃焼室１７の中の全ガスに対するＥＧＲガスの比率）を設定する。そして、ＥＣＵ１００は、目標ＥＧＲ率とアクセル開度センサＳＷ７の検知信号に基づく吸入空気量とに基づき目標ＥＧＲガス量を決定するとともに、ＥＧＲ弁５４の開度を調整することにより、燃焼室１７の中に導入する外部ＥＧＲガス量が目標ＥＧＲガス量となるようにフィードバック制御を行う。
【００６４】
（エンジンの運転領域）
図５は、エンジン１の制御に係るマップを例示している。マップは、ＥＣＵ１００のメモリ１０２に予め記憶されている。マップは、三種類のマップ５０１、マップ５０２、及びマップ５０３を含んでいる。ＥＣＵ１００は、ヘッド壁温に応じて、三種類のマップ５０１，５０２，５０３の中から選択したマップを、エンジン１の制御に用いる。三種類のマップ５０１，５０２，５０３の選択については後述する。
【００６５】
第１マップ５０１は、エンジン１の温間時のマップである。第２マップ５０２は、エンジン１の、いわば半暖機時のマップである。第３マップ５０３は、エンジン１の冷間時のマップである。エンジン１の暖機状態は、第２液温センサＳＷ２の検出結果に基づいて判断される。
【００６６】
各マップ５０１、５０２、５０３は、エンジン１のエンジン負荷及びエンジン回転数によって規定されている。第１マップ５０１は、エンジン負荷の高低及びエンジン回転数の高低に対し、大別して三つの領域に分かれる。具体的には、三つの領域は、アイドル運転を含みかつ、低回転及び中回転の領域に広がる低負荷領域Ａ１、低負荷領域Ａ１よりもエンジン負荷が高い中高負荷領域Ａ２、Ａ３、Ａ４、及び低負荷領域Ａ１、中高負荷領域Ａ２、Ａ３、Ａ４よりもエンジン回転数の高い高回転領域Ａ５である。中高負荷領域Ａ２、Ａ３、Ａ４は、中負荷領域Ａ２と、中負荷領域Ａ２よりもエンジン負荷が高い高負荷中回転領域Ａ３と、高負荷中回転領域Ａ３よりもエンジン回転数の低い高負荷低回転領域Ａ４とに分かれる。
【００６７】
第２マップ５０２は、大別して二つの領域に分かれる。具体的に、二つの領域は、低中回転領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及び低中回転領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３よりも回転数の高い高回転領域Ｂ４である。低中回転領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、前記低負荷領域Ａ１及び中負荷領域Ａ２に相当する低中負荷領域Ｂ１と、高負荷中回転領域Ｂ２と、高負荷低回転領域Ｂ３とに分かれる。
【００６８】
第３マップ５０３は、複数の領域に分かれておらず、一つの領域Ｃ１のみを有している。
【００６９】
ここで、低回転領域、中回転領域、及び、高回転領域はそれぞれ、エンジン１の全運転領域を回転数方向に、低回転領域、中回転領域及び高回転領域の略三等分にしたときの、低回転領域、中回転領域、及び、高回転領域としてもよい。図５の例では、第１回転数Ｎ１未満を低回転、第２回転数Ｎ２以上を高回転、第１回転数Ｎ１以上かつ第２回転数Ｎ２未満を中回転としている。第１回転数Ｎ１は、例えば１２００ｒｐｍ程度、第２回転数Ｎ２は、例えば４０００ｒｐｍ程度としてもよい。
【００７０】
また、低負荷領域は、軽負荷の運転状態を含む領域、高負荷領域は、全開負荷の運転状態を含む領域、中負荷は、低負荷領域と高負荷領域との間の領域としてもよい。また、低負荷領域、中負荷領域、及び、高負荷領域はそれぞれ、エンジン１の全運転領域を負荷方向に、低負荷領域、中負荷領域及び高負荷領域の略三等分にしたときの、低負荷領域、中負荷領域、及び、高負荷領域としてもよい。
【００７１】
図５のマップ５０１，５０２，５０３は、それぞれ、各領域における混合気の状態及び燃焼形態を示している。エンジン１は、低負荷領域Ａ１、中負荷領域Ａ２、高負荷中回転領域Ａ３、及び高負荷低回転領域Ａ４、並びに、低中負荷領域Ｂ１、高負荷中回転領域Ｂ２、及び高負荷低回転領域Ｂ３において、ＳＰＣＣＩ燃焼を行う。エンジン１は、それ以外の領域、具体的には、高回転領域Ａ５、高回転領域Ｂ４、及び領域Ｃ１においては、ＳＩ燃焼を行う。
【００７２】
本実施形態に係るエンジン１は、図５に示すように、ＳＰＣＣＩ燃焼を行う運転領域において、空燃比が理論空燃比よりもリーンな（空気過剰率λ＞１）混合気を燃焼させるリーン燃焼と、空燃比が該理論空燃比（空気過剰率λ≒１）の混合気を燃焼させるストイキ燃焼とを切換可能に構成されている。具体的には、エンジン１は、低負荷領域Ａ１において、リーン燃焼を実行する一方、中負荷領域Ａ２、高負荷中回転領域Ａ３、及び高負荷低回転領域Ａ４、並びに、低中負荷領域Ｂ１、高負荷中回転領域Ｂ２、及び高負荷低回転領域Ｂ３において、ストイキ燃焼を行う。以下、リーン燃焼とストイキ燃焼について詳細に説明する。
【００７３】
（リーン燃焼）
ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転領域が低負荷領域Ａ１であるときには、リーン燃焼を実行させるよう、各種デバイスを作動制御する。
【００７４】
ＥＣＵ１００は、エンジン１の燃費性能を向上させるために、燃焼室１７の中にＥＧＲガスを導入させる。具体的には、ＥＣＵ１００は、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３及び排気電動Ｓ−ＶＴ２４を制御して、排気上死点付近において、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を開弁するポジティブオーバーラップ期間を設ける。燃焼室１７から吸気ポート１８及び排気ポート１９に排出した排気ガスの一部は、燃焼室１７の中に再導入される。燃焼室１７の中に熱い排気ガスを導入するため、燃焼室１７の中の温度が高くなる。ＳＰＣＣＩ燃焼の安定化に有利になる。尚、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３及び排気電動Ｓ−ＶＴ２４を、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を閉弁するネガティブオーバーラップ期間を設けるように制御してもよい。
【００７５】
ＥＣＵ１００は、吸気行程中に、燃料を複数回、燃焼室１７内に噴射するようにインジェクタ６を制御する。複数回の燃料噴射と、燃焼室１７内のスワール流とによって、混合気は成層化する。
【００７６】
燃焼室１７の中央部における混合気の燃料濃度は、外周部の燃料濃度よりも濃い。具体的に、中央部の混合気のＡ／Ｆは、２０以上３０以下であり、外周部の混合気のＡ／Ｆは、３５以上である。尚、空燃比の値は、点火時における空燃比の値であり、以下の説明においても同じである。点火プラグ２５に近い混合気のＡ／Ｆを２０以上３０以下にすることにより、ＳＩ燃焼時のＲａｗＮＯｘの発生を抑制することができる。また、外周部の混合気のＡ／Ｆを３５以上にすることで、ＣＩ燃焼が安定化する。
【００７７】
燃焼室１７内に形成される混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は、燃焼室１７の全体において理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）よりもリーンである。具体的には、燃焼室１７の全体において、混合気のＡ／Ｆは２５〜３１である。これにより、ＲａｗＮＯｘの発生を抑制することができ、排出ガス性能を向上させることができる。
【００７８】
ＥＣＵ１００は、燃料噴射の終了後、圧縮上死点前の所定のタイミングで、燃焼室１７の中央部の混合気に点火をするように、点火プラグ２５を制御する。点火タイミングは、圧縮行程の終期としてもよい。圧縮行程の終期は、圧縮行程を、初期、中期、及び終期に三等分したときの終期としてもよい。
【００７９】
前述したように、中央部の混合気は燃料濃度が相対的に高いため、着火性が向上するとともに、火炎伝播によるＳＩ燃焼が安定化する。ＳＩ燃焼が安定化することによって、適切なタイミングで、ＣＩ燃焼が開始する。ＳＰＣＣＩ燃焼において、ＣＩ燃焼のコントロール性が向上する。また、混合気のＡ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにしてＳＰＣＣＩ燃焼を行うことによって、エンジン１の燃費性能を向上させることができる。尚、低負荷領域Ａ１は、後述のレイヤ３に対応する。レイヤ３は、低負荷運転領域まで広がっているとともに、最低負荷運転状態を含んでいる。
【００８０】
（ストイキ燃焼）
ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転領域が、温間時の中高負荷領域Ａ２〜Ａ４、並びに、半暖機時の低中回転領域Ｂ１〜Ｂ３であるときには、ストイキ燃焼を実行させるよう、各種デバイスを作動制御する。
【００８１】
ＥＣＵ１００は、燃焼室１７の中にＥＧＲガスを導入させる。具体的には、ＥＣＵ１００は、吸気電動Ｓ−ＶＴ２３及び排気電動Ｓ−ＶＴ２４を制御して、排気上死点付近において、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を開弁するポジティブオーバーラップ期間を設ける。内部ＥＧＲガスが、燃焼室１７の中に導入される。また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ通路５２を通じて、ＥＧＲクーラー５３によって冷却した排気ガスを、燃焼室１７の中に導入するように、ＥＧＲ弁５４の開度を調整する。つまり、内部ＥＧＲガスに比べて温度が低い外部ＥＧＲガスを、燃焼室１７の中に導入する。ＥＣＵ１００は、エンジン１の負荷が高まるに従いＥＧＲガスの量を減らすように、ＥＧＲ弁５４の開度を調整する。ＥＣＵ１００は、全開負荷において、内部ＥＧＲガス及び外部ＥＧＲガスを含むＥＧＲガスを、ゼロにしてもよい。
【００８２】
ストイキ燃焼時には、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は、燃焼室１７の全体において理論空燃比（Ａ／Ｆ≒１４．７）である。このときは、三元触媒５１１、５１３が、燃焼室１７から排出された排出ガスを浄化することによって、エンジン１の排出ガス性能は良好になる。混合気のＡ／Ｆは、三元触媒の浄化ウインドウの中に収まるようにすればよい。混合気の空気過剰率λは、１．０±０．２としてもよい。尚、エンジン１が、全開負荷（つまり、最高負荷）を含む高負荷中回転領域Ａ３や高負荷中回転領域Ｂ２において運転しているときには、混合気のＡ／Ｆは、燃焼室１７の全体において理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチにしてもよい（つまり、混合気の空気過剰率λは、λ≦１）。
【００８３】
燃焼室１７内にＥＧＲガスを導入しているため、燃焼室１７の中の全ガスと燃料との重量比であるＧ／Ｆは理論空燃比よりもリーンになる。混合気のＧ／Ｆは１８以上にしてもよい。こうすることで、いわゆるノッキングの発生を回避するようにしている。Ｇ／Ｆは１８以上３０以下において設定してもよい。
【００８４】
ＥＣＵ１００は、エンジン１の負荷が中負荷であるときには、吸気行程中に、複数回の燃料噴射を行うように、インジェクタ６を制御する。インジェクタ６による燃料噴射は、第一噴射を吸気行程の前半に行い、第二噴射を吸気行程の後半に行うようにしてもよい。
【００８５】
ＥＣＵ１００は、エンジン１の負荷が高負荷であるときには、吸気行程において燃料を噴射するように、インジェクタ６を制御する。
【００８６】
ＥＣＵ１００は、燃料の噴射後、圧縮上死点付近の所定のタイミングで混合気に点火をするように、点火プラグ２５を制御する。点火プラグ２５による点火は、エンジン１の負荷が中負荷であるときには、圧縮上死点前に点火を行ってもよい。点火プラグ２５による点火は、エンジン１の負荷が高負荷であるときには、圧縮上死点後に点火を行ってもよい。
【００８７】
混合気のＡ／Ｆを理論空燃比にしてＳＰＣＣＩ燃焼を行うことによって、三元触媒５１１、５１３を利用して、燃焼室１７から排出された排出ガスを浄化することができる。また、ＥＧＲガスを燃焼室１７に導入して混合気を希釈化することによって、エンジン１の燃費性能が向上する。尚、エンジン１の温間時の中高負荷領域Ａ２、Ａ３、Ａ４、並びに、エンジン１の半暖機時の低中回転領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、後述するレイヤ２に対応する。レイヤ２は、高負荷領域まで広がっているとともに、最高負荷運転状態を含んでいる。
【００８８】
（マップのレイヤの選択）
図５に示すエンジン１のマップ５０１、５０２、５０３は、図６に示すように、レイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３の三つのレイヤの組み合わせによって構成されている。
【００８９】
レイヤ１は、ベースとなるレイヤである。レイヤ１は、エンジン１の運転領域の全体に広がる。レイヤ１は、第三マップ５０３の全体に相当する。
【００９０】
レイヤ２は、レイヤ１の上に重なるレイヤである。レイヤ２は、エンジン１の運転領域の一部に相当する。具体的にレイヤ２は、第二マップ５０２の低中回転領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に相当する。
【００９１】
レイヤ３は、レイヤ２の上に重なるレイヤである。レイヤ３は、第一マップ５０１の低負荷領域Ａ１に相当する。
【００９２】
レイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３は、主に、燃焼室１７の壁温（特にヘッド壁部１３ａの壁温）に応じて選択される。
【００９３】
具体的には、燃焼室１７の壁温が第１所定壁温（例えば８０℃）以上でありかつ吸気温が第１所定吸気温（例えば５０℃）以上であるときには、レイヤ１とレイヤ２とレイヤ３とが選択され、これらレイヤ１、レイヤ２及びレイヤ３を重ねることにより第一マップ５０１が構成される。第一マップ５０１における低負荷領域Ａ１は、そこにおいて最上位のレイヤ３が有効になり、中高負荷領域Ａ２、Ａ３、Ａ４は、そこにおいて最上位のレイヤ２が有効になり、高回転領域Ａ５は、レイヤ１が有効になる。
【００９４】
燃焼室１７の壁温が第１所定壁温未満でかつ第２所定壁温（例えば３０℃）以上であるとともに、吸気温が第１所定吸気温未満でかつ第２所定吸気温（例えば２５℃）以上であるときには、レイヤ１とレイヤ２とが選択される。これらレイヤ１及びレイヤ２を重ねることにより第二マップ５０２が構成される。第二マップ５０２における低中回転領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、そこにおいて最上位のレイヤ２が有効になり、高回転領域Ｂ４は、レイヤ１が有効になる。
【００９５】
燃焼室１７の壁温が第２所定壁温未満でありかつ吸気温が第２所定吸気温未満であるときには、レイヤ１のみが選択されて、第三マップ５０３が構成される。
【００９６】
尚、燃焼室１７の壁温は、例えば、第２液温センサＳＷ５によって計測されるエンジン冷却液の液温によって代用してもよい。また、エンジン冷却液の液温や、その他の計測信号に基づいて、燃焼室１７の壁温を推定してもよい。また、吸気温は、例えば、サージタンク４２内の温度を計測する吸気温度センサＳＷ２によって計測することができる。また、各種の計測信号に基づいて、燃焼室１７の中に導入される吸気温を推定してもよい。
【００９７】
ＳＰＣＣＩ燃焼におけるＣＩ燃焼は、燃焼室１７の外周部から中央部において行われるため、燃焼室１７の中央部の温度の影響を受ける。燃焼室１７の中央部の温度が低いと、ＣＩ燃焼が不安定になってしまう。燃焼室１７の中央部の温度は、燃焼室１７に導入される吸気の温度に依存する。つまり、吸気温度が高いときに、燃焼室１７の中央部の温度は高くなり、吸気温度が低いときに、燃焼室１７の中央部の温度は低くなる。
【００９８】
燃焼室１７の壁温が第２所定壁温未満でかつ、吸気温度が第２所定吸気温未満のときには、ＳＰＣＣＩ燃焼を安定して行うことができない。そこで、ＳＩ燃焼を実行するレイヤ１のみが選択され、ＥＣＵ１００は、第三マップ５０３に基づいて、エンジン１を運転する。全ての運転領域において、エンジン１がＳＩ燃焼を行うことにより、燃焼安定性を確保することができる。
【００９９】
燃焼室１７の壁温が第２所定壁温以上でかつ、吸気温度が第２所定吸気温以上のときには、理論空燃比（つまり、λ≒１）の混合気を、安定してＳＰＣＣＩ燃焼させることができる。そこで、レイヤ１に加えて、レイヤ２が選択され、ＥＣＵ１００は、第二マップ５０２に基づいて、エンジン１を運転する。エンジン１が、一部の運転領域においてＳＰＣＣＩ燃焼を行うことにより、エンジン１の燃費性能が向上する。
【０１００】
燃焼室１７の壁温が第１所定壁温以上でかつ、吸気温度が第１所定吸気温以上のときには、理論空燃比よりもリーンな混合気を、安定してＳＰＣＣＩ燃焼させることができる。そこで、レイヤ１及びレイヤ２に加えて、レイヤ３が選択され、ＥＣＵ１０は、第一マップ５０１に基づいて、エンジン１を運転する。エンジン１が、一部の運転領域においてリーン混合気をＳＰＣＣＩ燃焼させることにより、エンジン１の燃費性能が、さらに向上する。
【０１０１】
図７は、ＥＣＵ１００によりレイヤが選択される処理動作に関するフローチャートを示す。
【０１０２】
まず、ステップＳ１１において、ＥＣＵ１００は、各センサＳＷ１〜ＳＷ７からの検出信号を読み込む。
【０１０３】
次のステップＳ１２では、ＥＣＵ１００は、燃焼室１７の壁温が第２所定温度以上でかつ吸気温が第２所定吸気温以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、燃焼室１７の壁温が第２所定温度以上でかつ吸気温が第２所定吸気温以上であるＹＥＳのときには、ステップＳ１３に進む一方で、燃焼室１７の壁温が第２所定温度未満であるか、又は吸気温が第２所定吸気温未満であるであるＮＯのときには、ステップＳ１４に進む。
【０１０４】
次のステップＳ１３では、ＥＣＵ１００は、燃焼室１７の壁温が第１所定温度以上でかつ吸気温が第１所定吸気温以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、燃焼室１７の壁温が第１所定温度以上でかつ吸気温が第１所定吸気温以上であるＹＥＳのときには、ステップＳ１６に進む一方で、燃焼室１７の壁温が第１所定温度未満であるか、又は吸気温が第１所定吸気温未満であるであるＮＯのときには、ステップＳ１５に進む。
【０１０５】
前記ステップＳ１４では、ＥＣＵ１００はレイヤ１のみを選択する。ＥＣＵ１００は、第三マップ５０３に基づいてエンジン１を運転する。ステップＳ１４の後は、リターンする。
【０１０６】
前記ステップＳ１５では、ＥＣＵ１００は、レイヤ１とレイヤ２とを選択する。ＥＣＵ１００は、第二マップ５０２に基づいてエンジン１を運転する。ステップＳ１５の後は、リターンする。
【０１０７】
前記ステップＳ１６では、ＥＣＵ１００は、レイヤ１とレイヤ２とレイヤ３とを選択する。ＥＣＵ１００は、第一マップ５０１に基づいて、エンジン１を運転する。ステップＳ１６の後は、リターンする。
【０１０８】
（冷却システムの制御）
ここで、エンジン１の燃費向上の観点からは、エンジン１の運転領域を出来る限り低負荷領域Ａ１にして、リーン燃焼を実行することが望ましい。
【０１０９】
前述したように、リーン燃焼を実現するためには、少なくとも燃焼室１７の壁温、特にヘッド壁部１３ａの壁温を第１所定壁温以上にする必要がある。このため、エンジン１の冷間時には、該冷間状態からヘッド壁温を早期に昇温させる必要がある。
【０１１０】
また、エンジン１の暖機後には、運転者の要求に応じて、リーン燃焼とストイキ燃焼とを切り替える必要がある。ストイキ燃焼時に燃焼室１７内の温度が高すぎると、ノッキング等の異常燃焼が発生するおそれがある。特に、車両の加速時など、エンジン負荷が高くなってリーン燃焼からストイキ燃焼へ切り替えられるときには、燃焼室１７内への燃料の供給量が多いため異常燃焼が発生する可能性が高い。本実施形態においては、ストイキ燃焼時にＥＧＲガスを導入することでノッキングを抑制するようにしている。しかし、異常燃焼を適切に回避のためには、ストイキ燃焼時における燃焼室１７内の温度は、リーン燃焼時よりも低いことが好ましい。このため、エンジン１の暖機後は、燃焼室１７内の温度を出来る限り緻密に制御して、リーン燃焼及びストイキ燃焼のそれぞれで、燃焼室１７内の温度を適切な温度にする必要がある。
【０１１１】
ここで、燃焼室１７を構成する壁部の中でも、燃焼室の天井面を構成するヘッド壁部１３ａは、ピストン３の圧縮上死点においても燃焼室１７を構成するため、混合気の圧縮端温度に影響を与える。したがって、早期に燃焼室１７内の温度を上昇させるとともに、エンジン暖機後に燃焼室１７内の温度を緻密にするには、ヘッド壁温を適切制御することが求められる。
【０１１２】
そこで、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、第１液温センサＳＷ４が検出する第１検出液温に基づいてサーモスタット弁８０を作動制御するとともに、第２液温センサＳＷ５が検出する第２検出液温に基づいて流量調整弁９０を作動制御するようにした。
【０１１３】
具体的には、ＥＣＵ１００は、まず、エンジン負荷とエンジン回転数とに基づいて目標壁温を設定する。次に、ＥＣＵ１００は、目標壁温を達成するために、エンジン本体１０に（ボア通路６３及びヘッド通路６４に）流入させるエンジン冷却液の目標液温である目標入口液温を設定する。そして、第１検出液温が目標液温になるように、サーモスタット弁８０に通電させる電流量を設定する。ＥＣＵ１００のメモリ１０２には、目標入口液温に対するサーモスタット弁８０への通電量を示すマップが予め格納されており、ＥＣＵ１００は該マップに基づいてサーモスタット弁８０に通電させる電流量を設定する。尚、目標入口液温は、目標壁温よりも低い値に設定される。ボア通路６３を通過する間にエンジン冷却液の液温が上昇するためである。
【０１１４】
また、ＥＣＵ１００は、目標壁温と第２検出液温との温度差に基づいて、流量調整弁９０のデューティ比を設定する。具体的には、第２検出液温が目標壁温よりも低いときには、目標壁温と第２検出液温との温度差が大きいほど、流量調整弁９０のデューティ比を小さくして、ラジエータ迂回通路６６を通るエンジン冷却液の流量を小さくする。より詳しくは、ＥＣＵ１００は、目標壁温と第２検出液温との温度差ΔＴａが、予め設定された第１特定量未満であるときには、流量調整弁９０を、デューティ比を最大（単位時間当たりの開き状態の時間が最大）、より詳しくは、全開状態にする第１モードで作動させる。ＥＣＵ１００は、前記温度差ΔＴａが、第１特定量よりも大きい第２特定量以上であるときには、流量調整弁９０を、デューティ比を最小、より詳しくは、全閉状態（単位時間当たりの開き状態の時間がゼロ）にする第２モードで作動させる。ＥＣＵ１００は、前記温度差ΔＴａが、第１特定量以上でかつ第２特定量未満であるときには、流量調整弁９０を、デューティ比を中間、より詳しくは、単位時間当たりの開き状態の時間が第１モードよりも短くかつ第２モードよりも長い第３モードで作動させる。尚、第２検出液温が目標壁温よりも高いときには、前記温度差ΔＴａはマイナスになって第１特定量未満になるため、ＥＣＵ１００は、流量調整弁９０を第１モードで作動させる。
【０１１５】
このように、流量調整弁９０を３つのモードで作動させることにより、ヘッド壁温のオーバーシュートを抑制することができる。
【０１１６】
図８には、第１〜第３モードで流量調整弁９０を作動させたときのヘッド壁温の変化を概略的に示している。図８は、初期状態において目標温度が第２検出液温よりも高い場合を示す。図８に示すように、流量調整弁９０のデューティ比が大きいほど、ヘッド壁温の上昇率が低いことが分かる。これは、流量調整弁９０のデューティ比が大きいときには、エンジン冷却液がヘッド通路６４内に留まりにくくなるため、エンジン冷却液の液温は上昇にくいためである。一方で、流量調整弁９０を第２モードにすれば、ヘッド壁温を早急に上昇させることができるが、ヘッド通路６４内での温度分布が生じ易い。特に、排気ポート１９の周囲などは特に温度が上がりやすいため、第２液温センサＳＷ５の検出結果が目標温度になる前に、排気ポート１９周辺が目標壁温を超えてしまうおそれがある。
【０１１７】
前述のように、目標壁温と第２検出液温との温度差ΔＴａに基づいて、流量調整弁９０のモードを変更すれば、図９に示すように、目標温度に近づくに連れて、温度変化を緩やかにできるため、ヘッド壁温のオーバーシュートを抑制することができる。また、ヘッド壁温が目標壁温に近い状態では、エンジン冷却液の液温を略均一にできるため、エンジン１の信頼性を向上させることもできる。
【０１１８】
前述のようにサーモスタット弁８０及び流量調整弁９０を制御すると、ヘッド壁温を早期に昇温させるとともに、昇温後にはヘッド壁温の温度制御を出来る限り緻密に行うことができる。例えば、エンジン１の冷間状態からリーン燃焼が可能な状態までヘッド壁温を上昇させるとき（第１所定壁温以上の温度にするとき）には、まず、サーモスタット弁８０を無通電状態にする。流量調整弁９０は第２モードであるとする。このときには、ラジエータ通路６５及びラジエータ迂回通路６６の両方が略閉じ状態になる。これにより、ヘッド通路６４内のエンジン冷却液がほぼ止水状態となるため、ヘッド壁温を早期に上昇させることができる。
【０１１９】
エンジン１の暖機完了後は、リーン燃焼とストイキ燃焼との切り替えが頻繁に行われる。リーン燃焼時には、サーモスタット弁８０を無通電状態にすることによって、ボア通路６３に流入させるエンジン冷却液の液温を高めの状態にして、ヘッド壁温を第１所定壁温以上に保つことができる。一方で、ストイキ燃焼時には、目標入口温度に基づいてサーモスタット弁８０に通電させて、ラジエータ通路６５を開閉することによって、燃焼室１７内の温度が過剰に高くなるのを抑制することができる。また、流量調整弁９０により、ラジエータ迂回通路６６に流れるエンジン冷却水の量を調整することで、温度変化の割合を制御することができる。これらの結果、ヘッド壁温を出来る限り緻密に制御することができる。
【０１２０】
特に、本実施形態において、サーモスタット弁８０は電気式であり、所定液温はリーン燃焼が可能な第１所定壁温よりも高い温度に設定されているため、ラジエータ通路６５を略閉じ状態にする期間が長くなって、ヘッド壁温を早期に上昇させることができる。一方で、エンジン１の暖機後は、第１検出液温が目標入口液温になるように、サーモスタット弁８０に供給する電流量を調整することで、ヘッド壁温を出来る限り緻密に制御することができる。
【０１２１】
また、本実施形態において、流量調整弁９０はオン／オフ式弁であって、応答性が高いため、３つのモードの変更を応答性良く実行することができる。これにより、ヘッド壁温をより緻密に制御することができる。
【０１２２】
図１０のフローチャートは、ヘッド壁温の温度制御時におけるＥＣＵ１００の処理動作を示し、図１１のフローチャートは、流量制御時のＥＣＵ１００の処理動作を示す。
【０１２３】
まず、ステップＳ２１において、ＥＣＵ１００は、各センサＳＷ１〜ＳＷ７からの検出信号を読み込む。
【０１２４】
次のステップＳ２２では、ＥＣＵ１００は、エンジン負荷及びエンジン回転数からヘッド壁温の目標壁温を設定する。
【０１２５】
次のステップＳ２３では、ＥＣＵ１００は、前記ステップＳ２２で設定した目標壁温を達成するための目標入口液温を設定する。
【０１２６】
次のステップＳ２４では、ＥＣＵ１００は、第１液温センサＳＷ４により検出された第１検出液温が目標入口液温未満であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、第１検出液温が目標入口液温未満であるＹＥＳのときには、ステップＳ２５に進む一方で、第１検出液温が目標入口液温以上であるＮＯのときには、ステップＳ２６に進む。
【０１２７】
前記ステップＳ２５では、ＥＣＵ１００はサーモスタット弁８０を無通電状態にする。これにより、エンジン冷却液の液温が所定液温よりも低い状態では、ラジエータ通路６５が閉じ状態になる。これにより、ラジエータ迂回通路６６を通って、液温の高いエンジン冷却水がポンプ６１に流入するので、第１検出液温を上昇させることができる。ステップＳ２５の後はステップＳ２７に進む。
【０１２８】
前記ステップＳ２６では、ＥＣＵ１００はサーモスタット弁８０を通電状態にする。これにより、ラジエータ７０により冷却されたエンジン冷却液をポンプ６１に流入させることができ、第１検出液温を低下させるか又は一定にすることができる。ステップＳ２６の後はステップＳ２７に進む。
【０１２９】
前記ステップＳ２７では、ＥＣＵ１００は流量制御弁９０を作動制御して、ラジエータ迂回通路６６を流通するエンジン冷却液の流量を制御する。ステップＳ２７の後はリターンする。
【０１３０】
前記ステップＳ２７の流量制御では、まず、ステップＳ２７１において、ＥＣＵ１００は、目標壁温と第２液温センサＳＷ５により検出された第２検出液温との温度差ΔＴａを算出する。
【０１３１】
次のステップＳ２７２では、ＥＣＵ１００は、温度差ΔＴａが第２特定量未満であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、温度差ΔＴａが第２特定量未満であるＹＥＳのときにはステップＳ２７３に進む一方で、温度差ΔＴａが第２特定量以上であるＮＯのときにはステップＳ２７４に進む。
【０１３２】
前記ステップＳ２７３では、ＥＣＵ１００は、温度差ΔＴａが第１特定量未満であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、温度差ΔＴａが第１特定量未満であるＹＥＳのときにはステップＳ２７６に進む一方で、温度差ΔＴａが第１特定量以上であるＮＯのときにはステップＳ２７５に進む。
【０１３３】
前記ステップＳ２７４では、ＥＣＵ１００は流量制御弁９０を第２モードで作動させるステップＳ２７４の後は、リターンする。
【０１３４】
前記ステップＳ２７５では、ＥＣＵ１００は流量制御弁９０を第３モードで作動させるステップＳ２７５の後は、リターンする。
【０１３５】
前記ステップＳ２７６では、ＥＣＵ１００は流量制御弁９０を第１モードで作動させるステップＳ２７６の後は、リターンする。
【０１３６】
したがって、本実施形態によると、エンジン冷却液を供給するポンプ６１と、エンジン１の気筒１１を冷却するためにエンジン冷却液が流通するボア通路６３と、エンジン１のシリンダヘッド１３に設けられ、該シリンダヘッド１３の燃焼室１７近傍の部分を冷却するためにエンジン冷却液が流通するヘッド通路６４と、ボア通路６３を通って、ヘッド通路６４を通った後、エンジン冷却液を冷却させるラジエータ７０を経由して、エンジン冷却液をポンプ６１に流入させるラジエータ通路６５と、ボア通路６３を通って、ヘッド通路６４を通った後、ラジエータ７０を迂回してポンプ６１にエンジン冷却液を流入させるラジエータ迂回通路６６と、ポンプ６１から吐出されて、ボア通路６３に流入するエンジン冷却液の液温を取得する第１液温センサＳＷ４と、ヘッド通路６３を流通するエンジン冷却液の液温を取得する第２液温センサＳＷ５と、ラジエータ通路６５に配置され、該ラジエータ通路６５を開閉することで、該ラジエータ通路６５を流通するエンジン冷却液の液温を調整するサーモスタット弁８０と、ラジエータ迂回通路６６に配置され、該ラジエータ迂回通路６５を開閉することで、該ラジエータ迂回通路６５を流通するエンジン冷却液の流量を調整する流量調整弁９０と、サーモスタット弁８０及び流量調整弁９０を作動制御するＥＣＵ１００とを備え、ＥＣＵ１００は、第１液温センサＳＷ４の検出結果に基づいてサーモスタット弁８０を作動制御する一方、第２液温センサＳＷ５の検出結果に基づいて流量調整弁９０を作動制御する。これにより、サーモスタット弁８０によって、ボア通路６３に流入するエンジン冷却液の液温を調整することができ、流量調整弁９０によって、ヘッド壁温の上昇率を調整することができる。この結果、ヘッド壁温を早期に上昇させるとともに、上昇後にはヘッド壁温の温度制御を出来る限り緻密に行うことができる。
【０１３７】
また、本実施形態では、サーモスタット弁８０は、無通電時には、ラジエータ通路６５内のエンジン冷却液の液温が所定液温以上になったときに該液温に基づいて開く一方、通電時には、ラジエータ通路６５内のエンジン冷却液の液温が所定液温未満であっても開く電気式サーモスタット弁であり、ＥＣＵ１００は、第１液温センサＳＷ４の検出結果に基づいて、サーモスタット弁８０に供給する電流量を調整する。これにより、所定液温をリーン燃焼が可能な温度に設定しておくことで、ラジエータ通路６５を略閉じ状態にする期間が長くなって、ヘッド壁温を早期に上昇させることができる。一方で、エンジン１の暖機後は、ボア通路６３に流入させるエンジン冷却液の液温が所望の液温になるように、サーモスタット弁８０に供給する電流量を調整することで、ヘッド壁温をより緻密に制御することができる。
【０１３８】
また、本実施形態では、流量調整弁９０は、一定開度の開き状態と、全閉の閉じ状態との間で切り替えられるオン／オフ式弁であって、ＥＣＵ１００は、流量調整弁９０の開き状態の時間及び閉じ状態の時間を調整する。流量調整弁９０はオン／オフ式弁であるため応答性が高い。また、ラジエータ迂回通路６６へのエンジン冷却液の流量は、流量調整弁９０の開き状態の時間及び閉じ状態の時間を調整するだけでよいため、緻密な調整が可能となる。この結果、ヘッド壁温を一層緻密に制御することができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、流量調整弁９０の作動制御として、単位時間当たりの開き状態の時間が最大である第１モードと、単位時間当たりの開き状態の時間が略ゼロである第２モードと、単位時間当たりの開き状態の時間が第１モードよりも短くかつ第２モードよりも長い第３モードと、を実行する。これにより、ヘッド壁温を早期に上昇させたいときには、第２モードを選択したり、シリンダヘッド１３及び気筒１１の温度を出来る限り均一にして、エンジンの信頼性を向上させたいときには、第１モードを選択したりすることで、運転者の要求（エンジンへの作動要求）に合わせた制御ができるようになる。また、３つのモードを組み合わせることで、ヘッド壁温を緻密に制御することができる。
【０１４０】
特に、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態に基づいてシリンダヘッド１３の壁部１３ａの目標壁温を設定するように構成されており、さらにＥＣＵ１００は、第２液温センサＳＷ５の第２検出液温が目標壁温よりも低くかつ該検出結果と目標壁温との温度差が、予め設定された第２特定量以上であるときには、流量調整弁９０を第２モードで作動させる一方、第２検出液温が目標壁温よりも低くかつ該検出結果と目標壁温との温度差が、第２特定量未満であるときには、流量調整弁９０を第１モード又は第３モードで作動させる。これにより、第２検出液温と目標壁温との温度差が第２特定量以上の段階では、第２モードを選択することで、ヘッド壁部１３ａを早急に暖める。その後、第２検出液温と目標液温との温度差が第２特定量未満になったときに、第１モード又は第３モードを選択して、排気ポート１３周辺等の温度が過剰に上昇することを抑制する。この結果、ヘッド壁温のオーバーシュートを抑制して、エンジン１の信頼性を向上させることができる。
【０１４１】
また、本実施形態では、ＥＣＵ１００は、第２液温センサＳＷ５の第２検出液温が目標壁温よりも高い場合には、流量調整弁９０を第１モードで作動させる。これにより、出来る限り大きい流量のエンジン冷却液をヘッド通路６４に流通させて、ヘッド壁温を目標壁温に早急に近付けることができる。
【０１４２】
ここに開示された技術は、前記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【０１４３】
例えば、前述の実施形態では、ラジエータ通路６５に配置する温調装置は電気式のサーモスタット弁８０であったが、これに限らず、電磁式の弁で構成してもよい。
【０１４４】
また、前述の実施形態では、流量調整弁８０はオン／オフ式弁であったが、連続的に開度を調整可能な弁で構成してもよい。
【０１４５】
また、前述の実施形態では、ＥＣＵ１００は、流量調整弁９０を３つのモードで作動制御していた。これに限らず、ＥＣＵ１００は、４つ以上のモードで流量調整弁９０を作動制御してもよい。
【０１４６】
前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
ここに開示された技術は、空燃比が理論空燃比よりも大きい混合気を燃焼させるリーン燃焼と、空燃比が該理論空燃比の混合気を燃焼させるストイキ燃焼とを切り替え可能なエンジンの冷却システムとして有用である。
【符号の説明】
【０１４８】
１      エンジン
１１    気筒（シリンダボア）
１３    シリンダヘッド
１３ａ  ヘッド壁部（シリンダヘッドの燃焼室近傍の部分）
６０    冷却システム
６１    ポンプ
６３    ボア通路
６４    ヘッド通路
６５    ラジエータ通路（第１通路）
６６    ラジエータ迂回通路（第２通路）
７０    ラジエータ
８０    サーモスタット弁（温調装置）
９０    流量調整弁（流量調整装置）
１００  ＥＣＵ（制御部）
ＳＷ４  第１液温センサ（第１液温取得部）
ＳＷ５  第２液温センサ（第２液温取得部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020169598.tif 000009
【図８】
2020169598.tif 000010
【図９】
2020169598.tif 000011
【図１０】
2020169598.tif 000012
【図１１】
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