(57)【要約】      （修正有）【課題】低コストでシリンダブロックの上下部を分離冷却することができる統合流量制御バルブ及びエンジン冷却システムを提供する。【解決手段】統合流量制御バルブ８０を用いて、高温高負荷運転時には、シリンダーブロック１０から統合流量制御バルブ８０に冷却水が流入する入口８０ａを開放し、シリンダーヘッド２０から統合流量制御バルブ８０に冷却水が流入する入口８０ｂを閉鎖して、エンジン内で冷却水のクロスフローを生成する一方で、通常運転時には、シリンダーブロック１０から統合流量制御バルブ８０に流入する入口８０ａを閉鎖し、シリンダーヘッドから統合流量制御バルブに冷却水が流入する入口８０ｂを開放して、エンジン内で冷却水のパラレルフローを実現することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックの上部に配置されるシリンダーヘッドとからなるエンジンを冷却するためのエンジン冷却システムの冷却水の流量を制御する統合流量制御バルブにおいて、
前記統合流量制御バルブは、
バルブハウジングと、
前記バルブハウジングに形成され、バルブハウジングの内外部に冷却水が出入する出入口となる複数の冷却水ポートと、
前記複数の冷却水ポートを開閉するバルブとを含み、
前記複数の冷却水ポートは、前記シリンダーブロックから冷却水が流入する第１入口ポートと、前記シリンダーヘッドから冷却水が流入する第２入口ポートとを含み、
前記バルブによって前記第１入口ポート及び前記第２入口ポートの冷却水の流動が制御され、前記シリンダーブロックとシリンダーヘッドの冷却水の流動を可変させることを特徴とする統合流量制御バルブ。
【請求項２】
前記統合流量制御バルブは、
前記バルブは、長さ方向の中心部が空いているパイプ構造を有して中心部の空間から外周面の一側に少なくともいずれか１つの冷却水の通路が形成された円筒状のバルブであり、
前記バルブハウジングは、前記円筒状のバルブが長さ方向の中心軸を中心として回転可能に配置されるバルブハウジングである、ロータリータイプの統合流量制御バルブであることを特徴とする、請求項１に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項３】
前記統合流量制御バルブは、
前記バルブハウジング内に備えられ、駆動手段によって回転力が伝達されて回転するカム部と、
前記カム部の下部に配置され、前記カム部の回転によって一端部が上下方向に移動する複数のピボットアーム部とを備え、
前記バルブは、前記複数のピボットアーム部のそれぞれの一端部に設けられ、前記ピボットアーム部の移動に伴って共に移動するように構成され、前記カム部の回転に伴う複数の前記バルブのそれぞれの上下移動により、前記複数の冷却水ポートをそれぞれ選択的に開閉するカムリフトタイプの統合流量制御バルブであることを特徴とする、請求項１に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項４】
前記第１入口ポート及び前記第２入口ポートは、前記バルブハウジングの円筒状の本体上で互いに所定の角度だけ離隔された位置に貫通形成されており、
前記バルブには、前記バルブが回転するに伴い、前記第１入口ポート及び前記第２入口ポートの開放断面積が変動するように、前記冷却水の通路が形成されたことを特徴とする、請求項２に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項５】
前記カム部が回転するときに、複数のピボットアーム部がカム部の回転に伴って上下方向に移動するように、複数のスロープが前記カム部に備えられ、
前記第１入口ポートを閉鎖するために第１入口ポート側バルブが下降するときに、第２入口ポート側バルブは上昇し、
前記第２入口ポートを閉鎖するために第２入口ポート側バルブが下降するときに、第１入口ポート側バルブは上昇するように、前記カム部の前記スロープが形成されることを特徴とする、請求項３に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項６】
前記エンジン冷却システムは、ラジエーター、ヒーターコア、オイルクーラーのうち少なくとも一つを含み、冷却水を循環させるウォーターポンプを備え、
前記冷却水ポートは、前記ラジエーター、前記ヒーターコア、前記オイルクーラーの少なくともいずれかに冷却水を排出する冷却水の出口を含むことを特徴とする、請求項１に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項７】
前記冷却水ポートは、冷却水の熱を大気に放出するラジエーターに冷却水を放出する第１出口ポートを備え、
前記第１入口ポートと前記第１出口ポートとは、側面視で、バルブハウジングの同一レイヤ上に配置されることを特徴とする、請求項２に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項８】
前記第１入口ポートと前記第１出口ポートとは、前記第１出口ポートの開度率が減少するに伴い、第１入口ポートの開度率が増加するように形成されることを特徴とする、請求項７に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項９】
前記冷却水ポートは、冷却水の熱を大気に放出するラジエーターに冷却水を放出する第１出口ポートを備え、
前記第２入口ポートと前記第１出口ポートとは、側面視で、バルブハウジングの同一レイヤ上に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項１０】
前記第２入口ポートと前記第１出口ポートとは、前記第２入口ポートの開度率が減少するに伴い、前記第１出口ポートの開度率が増加するように形成されることを特徴とする、請求項９に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項１１】
前記シリンダーヘッドは、冷却水ホールが形成されたガスケットを挟んで前記シリンダーブロックの上部に配置される、請求項１に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項１２】
前記所定の角度は１８０°である、請求項４に記載の統合流量制御バルブ。
【請求項１３】
シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックの上部に配置されるシリンダーヘッドとからなるエンジンと、
複数の冷却水の入口を通じて前記シリンダーブロックを冷却した冷却水及び前記シリンダーヘッドを冷却した冷却水を選択的に流入させ、冷却水の出口を通じて選択的に排出させて、エンジン冷却システム内で循環するようにする統合流量制御バルブと、
前記統合流量制御バルブの開閉状態を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、所定の高速高負荷運転領域では、前記シリンダーヘッドからの冷却水の流入を遮断すると共に、前記シリンダーブロックからの冷却水の流入を許容し、所定の通常運転領域では、前記シリンダーヘッドからの冷却水の流入を許容すると共に、前記シリンダーブロックからの冷却水の流入を遮断するように、前記統合流量制御バルブを制御することを特徴とするエンジン冷却システム。
【請求項１４】
前記シリンダーブロックのブロックウォータージャケットの下部には、シリンダーブロックの下方への冷却水の流れを一部制限するためのブロックインサートが備えられることを特徴とする、請求項１３に記載のエンジン冷却システム。
【請求項１５】
前記冷却水の出口は、複数個形成されており、
前記複数個の冷却水の出口は、ラジエーター、ヒーターコア、オイルクーラーのうち少なくともいずれか一つに連結され、冷却水を循環させるウォーターポンプをさらに備えることを特徴とする、請求項１３に記載のエンジン冷却システム。
【請求項１６】
前記制御部は、
エンジンが、冷却水が第１温度以下である冷間状態の場合、前記複数の冷却水の出口がいずれも閉鎖されるように前記統合流量制御バルブを制御することにより、統合流量制御バルブを通じる冷却水の循環を停止させることを特徴とする、請求項１５に記載のエンジン冷却システム。
【請求項１７】
前記制御部は、
エンジンが、冷却水の温度が第１温度を超えて第２温度以下である温間状態の場合、前記オイルクーラーまたは前記ヒーターコアへの冷却水を排出する冷却水の出口が開放されるように、前記統合流量制御バルブを制御することを特徴とする、請求項１５に記載のエンジン冷却システム。
【請求項１８】
エンジンが、冷却水の温度が第２温度を超えて第３温度以下である熱間状態の場合、前記制御部は、前記ラジエーターの冷却水を排出する冷却水の出口が開放されるように、前記統合流量制御バルブを制御することを特徴とする、請求項１５に記載のエンジン冷却システム。
【請求項１９】
エンジンが、冷却水の温度が第３温度を超えた熱間状態の場合、前記シリンダーヘッドから冷却水が流入する冷却水入口を遮断する一方で、前記シリンダーブロックから冷却水が流入する冷却水の入口を開放することを特徴とする、請求項１５に記載のエンジン冷却システム。
【請求項２０】
前記シリンダーヘッドは、冷却水ホールが形成されたガスケットを挟んで前記シリンダーブロックの上部に配置される、請求項１３に記載のエンジン冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、統合流量制御バルブ及び統合流量制御バルブを有するエンジン冷却システムに関し、より詳細には、別途の冷却水チャンバーを構成していなくても、エンジン内で冷却水のクロスフローを形成することができる統合流量制御バルブ及びそのような統合流量制御バルブが備えられたエンジン冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のエンジンは、シリンダーヘッドとシリンダーブロックの冷却水が、エンジン入口あるいはエンジン出口に位置する１つの冷却水の温度調節機構により冷却水の温度が調節される。これにより、シリンダーヘッドとシリンダーブロックは、ほぼ類似の冷却水の温度を維持する。
【０００３】
ところが、ブロックシリンダー壁面の温度を高めれば、ピストンの摩擦損失の減少で燃費が向上するのに対し、このため全体のエンジンの温度を高めれば、ノッキングなどの燃焼安定性が問題となる。したがって、燃焼安定性を高めるためには、ブロックの上部は温度を比較的低く維持する一方で、ピストンの摩擦低減のために、ブロックの下部は温度を高く維持する必要がある。
【０００４】
このような問題点を考慮して、特許文献１のように、シリンダーヘッドとシリンダーブロックの冷却水を別々に調節する可変分離冷却技術が開発されている。一方、可変分離冷却技術を適用するためには、シリンダーヘッド側とシリンダーブロック側との冷却水を分離する構造を作らなければならず、そのために、通常、ヘッドガスケットの水穴を削除して実現する。この場合、シリンダーブロック全体の温度を高めなければならないため、ブロック上部での温度低減が難しくなる。さらに、ブロック温度調節装置が故障した場合、ブロック側の冷却水が常時停滞するようになり、エンジン全体の破損につながる。
【０００５】
そして、可変分離冷却の他に、前記問題点を解決するため、従来のエンジン前方側から後方に向かってシリンダーブロック及びヘッドのウォータージャケットへ平行に冷却水が入るパラレルフロー方式の代わりに、排気側から吸気側に向かって冷却水が横切って流動する、いわゆるクロスフロー方式が検討されているが、このようなクロスフロー方式を適用するためには、既存のエンジンのブロックにクロスフローを生成するための冷却水チャンバーを別途形成しなければならないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国特許第１０−１５５０９８１号（２０１５．０９．０７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、ブロックに別途に冷却水チャンバーを構成していないながらもクロスフローを具現することができ、低コストでブロックの上下部を分離冷却することができる統合流量制御バルブ及びエンジン冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明に係る統合流量制御バルブは、シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックの上部に配置されるシリンダーヘッドとからなるエンジンを冷却するためのエンジン冷却システムの冷却水の流量を制御する統合流量制御バルブであって、バルブハウジングと、バルブハウジングに形成され、バルブハウジングの内外部に冷却水が出入する出入口となる複数の冷却水ポートと、複数の冷却水ポートを開閉するバルブとを含み、複数の冷却水ポートは、シリンダーブロックから冷却水が流入する第１入口ポートと、シリンダーヘッドから冷却水が流入する第２入口ポートとを含み、バルブによって第１入口ポート及び第２入口ポートの冷却水の流動が制御され、シリンダーブロックとシリンダーヘッドの冷却水の流動を可変させることを特徴とする。好ましくは、シリンダーヘッドは、冷却水ホールが形成されたガスケットを挟んで、シリンダーブロックの上部に配置される。
【０００９】
前記本発明によれば、統合流量制御バルブで複数の入口ポートを開閉する制御を行うだけで、エンジン内で冷却水のクロスフローとパラレルフローを容易に生成することができる。
【００１０】
好ましくは、統合流量制御バルブは、そのバルブが長さ方向の中心部が空いているパイプ構造を有し、中心部の空間から外周面の一側に少なくともいずれか１つの冷却水の通路が形成された円筒状のバルブであり、バルブハウジングは、円筒状のバルブが長さ方向の中心軸を中心として回転可能に配置されるバルブハウジングで構成されているロータリータイプの統合流量制御バルブである。
【００１１】
好ましくは、統合流量制御バルブは、バルブハウジング内に備えられ、駆動手段によって回転力が伝達されて回転するカム部と、カム部の下部に配置され、カム部の回転によって一端部が上下方向に移動する複数のピボットアーム部とを備え、バルブは、複数のピボットアーム部のそれぞれの一端部に設けられ、ピボットアーム部の移動に伴って共に移動するように構成され、カム部の回転に伴う複数のバルブのそれぞれの上下移動により、複数の冷却水ポートをそれぞれ選択的に開閉するカムリフトタイプの統合流量制御バルブである。
【００１２】
好ましくは、ロータリータイプの統合流量制御バルブの場合、その第１入口ポート及び第２入口ポートは、バルブハウジングの円筒状の本体上で互いに所定の角度だけ離隔された位置に貫通形成されており、バルブには、前記バルブが回転するに伴い、第１入口ポート及び第２入口ポートの開放断面積が変動するように、冷却水の通路が形成される。このとき、好ましくは、前記所定の角度は１８０°である。
【００１３】
好ましくは、カムリフトタイプの統合流量制御バルブの場合、カム部が回転するときに、複数のピボットアーム部がカム部の回転に伴って上下方向に移動するように、複数のスロープがそのカム部に備えられ、第１入口ポートを閉鎖するために第１入口ポート側バルブが下降するときに、第２入口ポート側バルブは上昇し、第２入口ポートを閉鎖するために第２入口ポート側バルブが下降するときに、第１入口ポート側バルブは上昇するように、カム部のスロープが形成される。
【００１４】
好ましくは、前記統合流量制御バルブが適用されるエンジン冷却システムは、ラジエーター、ヒーターコア、オイルクーラーのうち少なくとも一つを含み、冷却水を循環させるウォーターポンプを備え、統合流量制御バルブの冷却水ポートは、前記ラジエーター、前記ヒーターコア、前記オイルクーラーの少なくともいずれかに冷却水を排出する冷却水の出口を含む。
【００１５】
好ましくは、前記冷却水のポートは、冷却水の熱を大気に放出するラジエーターに冷却水を放出する第１出口ポートを備え、第１入口ポートと前記第１出口ポートは、側面視で、バルブハウジングの同一レイヤ上に配置され、このとき、第１入口ポートと第１出口ポートは、第１出口ポートの開度率が減少するに伴い、第１入口ポートの開度率が増加するように形成されてもよい。
【００１６】
好ましくは、前記冷却水のポートは、冷却水の熱を大気に放出するラジエーターに冷却水を放出する第１出口ポートを備え、第２入口ポートと第１出口ポートは、側面視で、バルブハウジングの同一レイヤ上に形成され、第２入口ポートと第１出口ポートは、第２入口ポートの開度率が減少するに伴い、第１出口ポートの開度率が増加するように形成されてもよい。
【００１７】
前記課題を解決するための本発明に係るエンジン冷却システムは、シリンダーブロックと、前記シリンダーブロックの上部に配置されるシリンダーヘッドとからなるエンジンと、冷却水の入口を通じてシリンダーブロックを冷却した冷却水及びシリンダーヘッドを冷却した冷却水を選択的に流入させ、複数の冷却水の出口を通じて選択的に排出させ、エンジン冷却システム内で循環するようにする統合流量制御バルブと、統合流量制御バルブの開閉状態を制御する制御部とを備え、制御部は、所定の高速高負荷運転領域では、前記シリンダーヘッドからの冷却水の流入を遮断すると共に、シリンダーブロックからの冷却水の流入を許容し、所定の通常運転領域では、シリンダーヘッドからの冷却水の流入を許容すると共に、シリンダーブロックからの冷却水の流入を遮断するように統合有制御バルブを制御することを特徴とする。好ましくは、シリンダーヘッドは、冷却水ホールが形成されたガスケットを挟んで前記シリンダーブロックの上部に配置される。
【００１８】
好ましくは、シリンダーブロックのブロックウォータージャケットの下部には、シリンダーブロックの下方への冷却水の流れを一部制限するためのブロックインサートが備えられてもよい。
【００１９】
好ましくは、エンジン冷却システムにおいて、冷却水の出口は、複数個形成されてもよいし、複数個の冷却水の出口は、ラジエーター、ヒーターコア、オイルクーラーのうち少なくともいずれか一つに連結され、そして、冷却水を循環させるウォーターポンプをさらに備える。
【００２０】
好ましくは、本発明に係るエンジン冷却システムの制御部は、エンジンが、冷却水が第１温度以下である冷間状態の場合、複数の冷却水の出口がいずれも閉鎖されるように統合流量制御バルブを制御することにより、統合流量制御バルブを通じる冷却水の循環を停止させて冷却水が速やかにウォームアップされるようにする。
【００２１】
好ましくは、本発明に係るエンジン冷却システムの制御部は、エンジンが、冷却水の温度が前記第１温度を超えて第２温度以下である温間状態の場合、オイルクーラーまたはヒーターコアへの冷却水を排出する冷却水の出口が開放されるように統合流量制御バルブを制御して、効率的なオイルウォームアップと車両の暖房が行われるようにする。
【００２２】
好ましくは、本発明に係るエンジン冷却システムの制御部は、エンジンが、冷却水の温度が前記第２温度を超えて第３温度以下である熱間状態の場合、ラジエーターの冷却水を排出する冷却水の出口が開放されるように、統合流量制御バルブを制御して、ラジエーターによって冷却水の冷却が行われるようにする。
【００２３】
好ましくは、本発明に係るエンジン冷却システムの制御部は、エンジンが、冷却水の温度が前記第３温度を超えた熱間状態の場合、シリンダーヘッドから冷却水が流入する冷却水入口 を遮断する一方で、シリンダーブロックから冷却水が流入する冷却水の入口を開放して、エンジン内で冷却水のクロスフローが実現されるようにする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、シリンダーブロックとシリンダーヘッドから流出する冷却水の流れだけを制御することにより、エンジンの冷却時に冷却水のクロスフローを実現することができる。
【００２５】
本発明によれば、統合流量制御バルブを制御することにより、エンジン内での冷却水の流動をパラレルフローとクロスフローとの間で容易に切り替えられる。これにより、実用運転領域では、冷却水の流動をパラレルフローに切り替え、燃費を上昇させることができ、高速高負荷領域では、クロスフローを実現することにより、高負荷運転での燃焼安定性及びエンジンの耐久性を向上させることができる。
【００２６】
本発明によれば、ブロックの下部では、冷却水の停滞が効率的に行われ、ブロックの下部の温度を高め、従来技術の以上のピストンの摩擦低減の効果を奏する。
【００２７】
また、本発明によれば、ブロック上部では、冷却水の流速を向上させ、ブロック上部の温度を下げることにより、ノッキング特性を改善させ、低中速高負荷領域での出力と燃費を改善させることができる。
【００２８】
本発明によれば、従来の統合流量制御バルブの設計を一部変更するだけでも、車両の燃費を大きく改善させ、低コストで高燃費を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムの構成図である。
【図２ａ】図２ａは、側面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのエンジン内部での冷却水のパラレルフローを示す図である。
【図２ｂ】図２ｂは、上面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのシリンダーヘッドでの冷却水のパラレルフローを示す図である。
【図３ａ】図３ａは、側面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのエンジン内部での冷却水のクロスフローを示す図である。
【図３ｂ】図３ｂは、上面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのシリンダーヘッドでの冷却水のクロスフローを示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る統合流量制御バルブの断面図である。
【図５ａ】図５ａは、正面視で、図４に示された統合流量制御バルブでの複数の冷却水ポートの位置関係を示す図である。
【図５ｂ】図５ｂは、正面視で、図４に示された統合流量制御バルブでの複数の冷却水ポートの位置関係を示す図である。
【図６】図６は、本発明の別の好ましい実施形態に係る統合流量制御バルブの断面図である。
【図７】図７は、図６に示された統合流量制御バルブのカム部を示す斜視図である。
【図８ａ】図８ａは、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムでのエンジン動作条件による冷却水の流れを示す図である。
【図８ｂ】図８ｂは、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムでのエンジン動作条件による冷却水の流れを示す図である。
【図８ｃ】図８ｃは、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムでのエンジン動作条件による冷却水の流れを示す図である。
【図８ｄ】図８ｄは、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムでのエンジン動作条件による冷却水の流れを示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例の統合流量制御バルブのバルブ位置（°）によるエンジン冷却システムの各要素等に連通するポートの開度量を示す図である。
【図１０ａ】図１０ｂは、冷却水のパラレルフロー時の、本発明に係るエンジン冷却システムのシリンダーブロック及びシリンダーヘッドでの冷却水の流動を示す図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、冷却水のパラレルフロー時の、本発明に係るエンジン冷却システムのシリンダーブロック及びシリンダーヘッドでの冷却水の流動を示す図である。
【図１１ａ】図１１ａは、冷却水のクロスフロー時の、本発明に係るエンジン冷却システムのシリンダーブロック及びシリンダーヘッドでの冷却水の流動を示す図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、冷却水のクロスフロー時の、本発明に係るエンジン冷却システムのシリンダーブロック及びシリンダーヘッドでの冷却水の流動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下では、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムの構成図である。図１に示すように、本発明の好ましい実施形態に係る統合流量制御バルブ（８０）を備えたエンジン冷却システムは、シリンダーブロック（１０）、冷却水ホール（１１ａ）が形成されたガスケット（１１）を挟んでシリンダーブロック（１０）の上部に配置されるシリンダーヘッド（２０）からなるエンジン、複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ）を通じてシリンダーブロック（１０）を冷却した冷却水及びシリンダーヘッド（２０）を冷却した冷却水を選択的に流入させ、複数の出口ポート（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）を通じて冷却水を選択的に排出させ、エンジン冷却システム内で循環するようにする統合流量制御バルブ（８０）及び統合流量制御バルブ（８０）の開閉状態を制御する制御部（９０）を備える。
【００３２】
また、エンジン冷却システムは、図１に示すように、ラジエーター（３０）、オイルクーラー（４０）、ヒーターコア（５０）、冷却水貯蔵タンク（６０）及びウォーターポンプ（７０）を含む。
【００３３】
オイルクーラー（４０）は、供給される冷却水によってオイルを冷却させるかまたはオイルを加熱させる機能を果たし、ヒーターコア（５０）は、供給される冷却水によって車両の室内空気を加熱する機能を果たす。また、ラジエーター（３０）は、高温の冷却水の熱を外部に放出して冷却水を冷却する機能を果たす。冷却水貯蔵タンク（６０）は、外部から補充される冷却水を貯蔵する機能を果たし、ウォーターポンプ（７０）は、冷却水貯蔵タンク（６０）に貯蔵された冷却水をポンプしてエンジン冷却システムの内部に供給する機能を果たす。
【００３４】
冷却水貯蔵タンク（６０）に貯蔵された冷却水は、ウォーターポンプ（７０）によってポンプされた後、エンジンのシリンダーブロック（１０）の内部のブロックウォータージャケットに供給され、シリンダーブロック（１０）を冷却する。一方、ブロックウォータージャケットに供給された冷却水の一部は、ガスケット（１１）の冷却水ホール（１１ａ）を通じてシリンダーヘッド（２０）の内部のヘッドウォータージャケットに供給され、シリンダーヘッド（２０）を冷却する。
【００３５】
エンジンの冷却後、シリンダーブロック（１０）から吐出される冷却水は、第１入口ポート（８０ａ）を通じて統合流量制御バルブ（８０）に供給され、シリンダーヘッド（２０）から吐出される冷却水は、第２入口ポート（８０ｂ）を通じて統合流量制御バルブ（８０）に供給される。
【００３６】
そして、統合流量制御バルブ（８０）の第１出口ポート（８１ａ）を通じて吐出される冷却水は、ラジエーター（３０）に供給され、冷却ファンなどにより空冷された後、再びウォーターポンプ（７０）に供給される。そして、統合流量制御バルブ（８０）の第２出口ポート（８１ｂ）を通じて吐出される冷却水は、オイルクーラー（４０）に供給され、自動変速機用オイルなどのオイルを加熱するかまたは冷却するのに用いられた後、同じく再びウォーターポンプ（７０）に供給される。また、統合流量制御バルブ（８０）の第３出口ポート（８１ｃ）を通じて吐出される冷却水は、ヒーターコア（５０）に供給され、車室内を暖房するために用いられた後、再びウォーターポンプ（７０）に供給される。また、好ましくは、統合流量制御バルブ（８０）の第３出口ポート（８１ｃ）を通じて吐出される冷却水の一部は、図示されていないスロットルボディを冷却するのに用いられてもよい。
【００３７】
制御部（９０）は、統合流量制御バルブ（８０）を制御することにより、複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ）及び出口ポート（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）の開度を調節する。これにより、統合流量制御バルブ（８０）に流入する冷却水の流量及び流出する冷却水の流量を選択的に調節することができる。
【００３８】
統合流量制御バルブ（８０）は、エンジン冷却システムを構成する複数個の冷却要素に供給されるかまたは排出される冷却水の流量を統合的に制御するバルブであって、ロータリーバルブタイプとカムリフトタイプ（ポペットバルブタイプ）がある。統合流量制御バルブ（８０）の具体的な構成については後述することにする。
【００３９】
本発明では、統合流量制御バルブ（８０）を用いて、ブロックに別途に冷却水チャンバーを構成していないながらも、エンジン内部で冷却水のクロスフローを具現することができ、クロスフローとパラレルフローを容易に切り替えられる。以下では、図２ａ〜図３ｂを参考して、本発明に係るエンジン冷却システムのエンジン内部での冷却水のパラレルフローとクロスフローの形成方法を詳細に説明する。
【００４０】
図２ａは、側面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのエンジン内部での冷却水のパラレルフローを示す図であり、図２ｂは、上面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのシリンダーヘッドでの冷却水のパラレルフローを示す図である。
【００４１】
実用運転領域では、燃焼の安定性やエンジンの耐久性よりは、燃費向上の重要性がより大きくなる。そのためには、シリンダーヘッド側の冷却を強化すると共に、シリンダーブロック、特にシリンダーブロックの下部に強いウォームブロックを形成させ、ピストンの摩擦損失を低減させる必要がある。このため、本発明では、エンジンが通常の実用運転領域で作動しているときに、エンジン内部で冷却水のパラレルフローを形成する。
【００４２】
本発明では、図２ａ及び図２ｂに示されているように、冷却水のパラレルフローを形成するために、シリンダーブロック（１０）から統合流量制御バルブ（８０）に冷却水が流入する第１入口ポート（８０ａ）を閉鎖する一方で、シリンダーヘッド（２０）から統合流量制御バルブ（８０）に冷却水が流入する第２入口ポート（８０ｂ）を開放するように、制御部（９０）は、統合流量制御バルブ（８０）を制御する。
【００４３】
この場合、シリンダーブロック（１０）から外部への冷却水の排出が中断され、シリンダーブロック（１０）のブロックウォータージャケット内で冷却水の停滞が発生する。また、シリンダーブロック（１０）の下部のブロックウォータージャケットには、シリンダーライナーを包むように形成されるブロックインサート（１３）が備えられており、シリンダーブロック（１０）の下部への冷却水の流れを抑制する。それにより、ブロックインサート（１３）の上部に沿って流れる冷却水の一部は、冷却水ホール（１１ａ）を通じてシリンダーヘッド（２０）に供給される。その結果、シリンダーブロック（１０）の下部には、強いウォームブロックが形成され、シリンダーライナーの壁面の温度が増加するようになる。そして、シリンダーライナーの壁面の温度の上昇により、ピストンの摩擦損失が減少して燃費が向上する。また、ブロックインサート（１３）が設けられたブロックの下部とは異なり、ブロックインサート（１３）の上部には、ブロックインサート（１３）の上部に沿う冷却水の流動及びシリンダーヘッド（２０）に向かう冷却水の流動が存在するため、ブロックの下部に比べて冷却効率が高くなる。その結果、ノッキングなどの燃焼安定性もある程度は確保することができる。一方、ブロックの下部での冷却水の停滞によって冷却水が過熱しても、過熱した冷却水は、対流によって上部の冷却水と熱交換することになり、冷却水のボイリングを防止することができる。
【００４４】
一方、シリンダーヘッド（２０）では、外部への冷却水の排出が円滑であるため、シリンダーヘッド（２０）、特にシリンダーヘッド（２０）の冷却水の排出口に隣接した吸気側のヘッドウォータージャケットでの冷却水の流れが速くなる。また、前述のように、シリンダーブロック（１０）からシリンダーヘッド（２０）側への冷却水の流れが発生し、シリンダーヘッド（２０）側のブロックウォータージャケットでは、多量の冷却水が速い速度でパラレルに流れるようになる。その結果、シリンダーヘッドの吸気ポート及び燃焼室の吸気側での冷却が強化し、ノッキング現象を抑制することができる。
【００４５】
前記パラレルフローでは、シリンダーブロック（１０)での冷却水の流動が大きく抑制される結果、シリンダーブロック（１０）とシリンダーヘッド（２０）との分離冷却の効果を得ることができ、このような分離冷却の効果は、従来の可変分離冷却方式に対比して約８０〜９０％水準まで近づくことができる。
【００４６】
前記実用運転領域とは異なり、高温高負荷運転領域では、エンジンの過熱の問題に起因する燃焼の安定性やエンジンの耐久性確保の必要性がより大きくなる。そのためには、シリンダーブロック（１０）の上部側の冷却を強化すると共に、シリンダーヘッド（２０）の排気バルブの間の冷却を強化し、燃焼室間の温度偏差を低減させる必要がある。このため、本発明では、エンジンが所定の高温高負荷領域で作動しているときには、エンジン内部で冷却水のクロスフローを形成する。
【００４７】
図３ａは、側面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのエンジン内部での冷却水のクロスフローを示す図であり、図３ｂは、上面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのシリンダーヘッドでの冷却水のクロスフローを示す図である。
【００４８】
本発明では、図３ａ及び図３ｂに示されているように、高温高負荷状態で冷却水のクロスフローを形成するために、シリンダーブロック（１０）から統合流量制御バルブ（８０）に冷却水が流入する第１入口ポート（８０ａ）を開放する一方で、シリンダーヘッド（２０）から統合流量制御バルブ（８０）に冷却水が流入する第２入口ポート（８０ｂ）を閉鎖するように、制御部（９０）は、統合流量制御バルブ（８０）を制御する。
【００４９】
この場合、シリンダーヘッド（２０）から外部への冷却水の排出が中断される一方で、エンジンに流入した冷却水は、シリンダーブロック（１０）の吸気側に備えられた冷却水の出口から排出するようになるため、シリンダーブロック（１０）の吸気側のブロックウォータージャケットでの冷却水の流れが速くなる。その結果、ヘッドウォータージャケット内で排気側から吸気側に向かう冷却水の流動及びヘッドウォータージャケットから吸気側の冷却水ホール（１１ａ）を通じるシリンダーブロック（１０）のブロックウォータージャケットへの冷却水の流動が発生する。つまり、燃焼室の上部を横切って排気側から吸気側に冷却水が流れるクロスフローが発生する。
【００５０】
この場合、ブロックインサート（１３）の上部に沿って流れる冷却水の流速が増加する一方で、シリンダーヘッド（２０）から冷却水が流入して、パラレルフローの場合に対比しては、ブロックの下部での冷却水の停滞によるウォームブロックの効果が弱くなる。但し、ブロックインサート（１３）を備えることにより、ある程度のブロックの下部に向かう冷却水の流れを抑制することができるので、従来の可変分離冷却方式に対比して、３０〜５０％のウォームブロックの効果を得ることができる。また、ブロックの上部での冷却水の流動が速くなる結果、ブロック上部の冷却を強化することができ、ノッキング現象を抑制する一方で、エンジンの耐久性を向上させることができる。
【００５１】
また、シリンダーヘッド（２０）では、吸気側と排気側とを横切る冷却水のクロスフローによって、図３ｂに示すように、排気バルブの間の領域での冷却を強化することができる。その結果、排気バルブの間の領域での温度を１５〜２０℃程度低減させることができ、エンジンの耐久性を改善することができ、燃焼室の最高温度を低減することができる。また、１番のシリンダーから４番のシリンダーに冷却水がパラレルに流れるパラレルフローに対比して、燃焼室間の温度偏差を低減させることができ、ノッキングの安定性を向上させることができる。
【００５２】
以下では、図４〜図７を参照して、本発明の好ましい実施形態に係る統合流量制御バルブの具体的な構成について詳細に説明する。
【００５３】
図４は、本発明の実施形態に係る統合流量制御バルブ（１００）の断面図であり、図５ａ及び図５ｂは正面視で、図４に示された統合流量制御バルブでの複数の冷却水ポートの位置関係を示す図である。図４、図５ａ及び図５ｂに示された統合流量制御バルブ（１００）は、ロータリータイプの統合流量制御バルブである。
【００５４】
図４を参照すれば、統合流量制御バルブ（１００）は、駆動モーターが内蔵されるモーターハウジング（１２０）、駆動モーターによって回転する出力ギア（１２１）、出力ギア（１２１）によって回転する被動ギア（１２２）を含み、被動ギア（１２２）は、円筒状のバルブ（１１０）を回転させるように配置される。
【００５５】
円筒状のバルブ（１１０）は、パイプ状の中空構造を有し、長さ方向の中心部には、空間が形成される。円筒状のバルブ（１１０）には、中心部の空間から外側面に通じる冷却水の通路（１１１）が形成される。
【００５６】
円筒状のバルブ（１１０）が内部に装着される統合流量制御バルブ（１００）の外周面には、複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ）及び出口ポート（８１）が配置され、一端部には、前記モーターハウジング（１２０）が連結される。第１入口ポート（８０ａ）は、エンジンのシリンダーブロック（１０）の冷却水の排出口に連結され、第２入口ポート（８０ｂ）は、エンジンのシリンダーヘッド（２０）の冷却水の排出口に連結される。複数の出口ポート（８１）は、それぞれ前述のエンジン冷却システムを構成するラジエーター（３０）、オイルクーラー（４０）、ヒーターコア（５０）などに連結されてもよい。図４では、図面の限界により、１つの出口ポート（８１）のみが開示されているが、統合流量制御バルブ（１００）に連結される冷却要素等の個数に応じて多数の出口ポートが形成されてもよい。
【００５７】
円筒状のバルブ（１１０）の外周面には、シーリング部材（１０１）が配置され、弾性部材（１０２）は、前記シーリング部材（１０１）を円筒状のバルブ（１１０）の外周面側に弾性的に押してシーリング構造を形成する。
【００５８】
制御部（９０）は、前述のように、運転条件に応じて、モーターハウジング（１２０）の内部の駆動モーターを制御して、出力ギア（１２１）と被動ギア（１２２）とによって円筒状のバルブ（１１０）を長さ方向の中心軸に沿って配置される回転軸（１２３）を基準として回転させる。
【００５９】
図５ａ及び図５ｂに示すように、円筒状のバルブ(１１０）が回転すれば、円筒状のバルブ（１１０）に形成された冷却水の通路（１１１）も回転し、冷却水の通路（１１１）と複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ）及び出口ポート（８１）との重ねる程度によって各ポートの開放断面積が異なるようになる。
【００６０】
また、円筒状のバルブ（１１０）が回転して、冷却水の通路（１１１）が、複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ）及び出口ポート（８１）に対応するようになれば、該当の入口ポートまたは出口ポートに連結された冷却要素から冷却水が流入するかまたは該当の冷却要素に冷却水が流出するようになる。
【００６１】
好ましくは、図５ａ及び図５ｂに示すように、シリンダーブロック（１０）に連通される第１入口ポート（８０ａ）及びシリンダーヘッド（２０）に連通される第２入口ポート（８０ｂ）は、円筒状のバルブ（１１０）の円筒状の本体上で互いに所定の角度だけ離隔された位置に貫通形成されており、円筒状のバルブ（１１０）の所定の回転角度範囲では、第１入口ポート（８０ａ）が閉鎖されて第２入口ポート（８０ｂ）は開放されるのに対し、他の所定の回転角度範囲では、第１入口ポート（８０ａ）が開放されて第２入口ポート（８０ｂ）は閉鎖される。したがって、このような統合流量制御バルブ（１００）を用いて、前述の冷却水のパラレルフローとクロスフローを生成することができる。好ましくは、前記所定の角度は１８０°である。
【００６２】
好ましくは、図５ａ及び図５ｂに示すように、統合流量制御バルブ（１００）は、ラジエーター（３０）に冷却水を放出する第１出口ポート（８１ａ）を備え、第１入口ポート（８０ａ）、第２入口ポート（８０ｂ）及び第１出口ポート（８１ａ）は、側面視で、バルブハウジングの同一レイヤ上に配置される。
【００６３】
この場合、図５ａに示すように、第１入口ポート（８０ａ）での開度率が１００％である状態から、円筒状のバルブ（１１０）が時計回りに回転すれば、第２入口ポート（８０ｂ）の開度率が徐々に減少されると共に、第１出口ポート（８１ａ）の開度率が徐々に増加する。また、円筒状のバルブ（１１０）がさらに回転すれば、第２入口ポート（８０ｂ）の開度率は０％（つまり、閉鎖状態）になる。したがって、シリンダーヘッド（２０）から流出される冷却水の流量を減少させると共に、ラジエーター（３０）に供給される冷却水の流量を加させる制御を同時に実現することができる。
【００６４】
そして、図５ｂに示すように、円筒状のバルブ（１１０）が時計回りにさらに回転すれば、第１入口ポート（８０ａ）が開放され始め、第１入口ポート（８０ａ）が開放された後、円筒状のバルブ（１１０）がさらに回転するに伴い、第１出口ポート（８１ａ）の開度率が減少すると共に、第１入口ポート（８０ａ）の開度率は増加し、第１入口ポート（８０ａ）の開度率が最大に達したとき、第１出口ポート（８１a）は閉鎖される。したがって、シリンダーブロック（1０）から流出される冷却水の流量を増加させると共に、ラジエーター（３０）に供給される冷却水の流量減少させる制御を同時に実現することができる。
【００６５】
図６は、本発明の別の好ましい実施形態に係る統合流量制御バルブ（２００）の断面図であり、図７は、図６に示された統合流量制御バルブ（２００）のカム部を示す斜視図である。図６及び図７に示された統合流量制御バルブ（２００）は、カムリフトタイプの統合流量制御バルブである。
【００６６】
図6を参照すれば、統合流量制御バルブ（２００）は、カム部（２０５）、複数のピボットアーム部（２０１）、複数のバルブ（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、．．．）及びバルブハウジング（２０１）を備える。
【００６７】
まず、カム部（２０５）は、カム部（２０５）の中心から上方に延びるシャフト（２０６）の一端がモーター（２０８）のような駆動手段によって連結され、駆動手段からの駆動力が伝達され回転する。そして、カム部（２０５）の回転に伴ってピボットアーム部（２０１）が動作するようにして複数のバルブ（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、．．．）を駆動させる。このため、図７に示すように、カム部（２０５）の下部には、ピボットアーム部（２０１）と同一個数で形成されたスロープ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ．．．）が備えられる。このようなスロープ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ．．．）の傾斜面がカム部（２０５）の回転に伴ってピボットアーム部（２０１）の上端を加圧してピボットアーム部（２０１）が下降するようにする。
【００６８】
ピボットアーム部（２０１）は、統合流量制御バルブ（２００）に形成される入口及び出口ポートの個数に応じて、複数個がカム部（２０５）の下部に配置され、後述するカム部（２０５）が回転するに伴って共に回転して垂直方向に向かって昇降するように形成される。
【００６９】
バルブハウジング（２０１）は、統合流量制御バルブ（２００）の構成部品を収容する空間であって、シリンダーブロック（１０）から排出される冷却水が流入する第１入口ポート（８０ａ）及びシリンダーヘッド（２０）から排出される冷却水が流入する第２入口ポート（８０ｂ）を含む入口ポートと、エンジン冷却システムを構成する冷却要素等に冷却水が流出する複数の出口ポート（８１）を備える。図６は、図面の限界により、１つの出口ポート（８１）のみが示されているが、統合流量制御バルブ（２００）に連結されるエンジン冷却システムの冷却要素の個数に応じて複数個の出口ポートが備えられてもよい。
【００７０】
バルブハウジング（２０１）の上方には、カム部（２０５）のシャフト（２０６）が貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔には、シャフト（２０６）を回転可能に支持するベアリング（２０７）が設けられる。
【００７１】
バルブハウジング（２０１）の内部のカム部（１０５）が設けられる空間及びその下部空間はプレート（２０３）によって区画される。プレート（２０３）の上面には、カム部（２０５）を上方に加圧支持するための圧縮スプリング（２０４）が備えられる。また、プレート（２０３）には、複数個のピボットアーム部（２０１）のそれぞれの設置位置をガイドするための設置孔が備えられ、それぞれの設置孔には、ピボットアーム部（２０１）をスライド可能に支持するためのベアリング（２０９）が備えられる。
【００７２】
プレート（２０３）の下方には、バルブ（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ．．．）によって開閉される流路（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）が形成された固定部（２１０）が形成される。流路（２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ）は、複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ、．．．）及び出口ポート（８１、．．．）を通じて流入した流体が統合流量制御バルブ（１００）の内部空間に流入するための通路であって、対応するバルブ（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ．．．）によって開閉される。
【００７３】
プレート（２０３）と固定部（２１０）との間のバルブハウジング（２０１）の内部空間は、プレート（２０３）と固定部（２１０）との間で延びる隔壁ににより、備えられたポペットバルブの個数だけ空間が区画される。それぞれの空間は、流体が互いに連通するこができないように隔壁によって密閉される。そして、複数の出口ポート（８１、．．．）は区画された内部空間に１つずつ備えられ、エンジン冷却システムのラジエーター（３０）、オイルクーラー（４０）、ヒーターコア（５０）に連通するように構成され、複数の入口ポート（８０ａ、８０ｂ）から流入した冷却水が出口ポート（８１、．．．）を通じてエンジン冷却システムのラジエーター（３０）、オイルクーラー（４０）、ヒーターコア（５０）などに流れる。
【００７４】
カム部（２０５）のスロープ（２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ．．．）の形状は、第１入口ポート（８０ａ）を閉鎖するようにバルブ（２０２ａ）が稼動するときには、バルブ（２０２ｃ）によって、第２入口ポート（８０ｂ）が開放された状態になるように形成される一方で、第１入口ポート（８０ａ）を開放するようにバルブ（２０２ａ）が稼動するときには、バルブ（２０２ｃ）によって、第２入口ポート（８０ｂ）が閉鎖された状態になるように設定される。したがって、このような統合流量制御バルブ（２００）を用いて、前述の冷却水のパラレルフロー及びクロスフローを生成することができる。
【００７５】
図８ａ〜図８ｄは、本発明の実施形態に係るエンジン冷却システムでの、エンジン動作条件による冷却水の流れを示す図である。図面において太い線で表示する部分は、冷却水が流れている部分を示す。
【００７６】
図８ａは、エンジンの動作条件が冷間状態のときの冷却水の流れを示す図である。冷却水の温度が第１温度範囲以下である、エンジンの冷間状態（例えば、冷却水の温度が約５０℃以下）の場合、迅速なウォームアップをために冷却水の流動を停止させ、冷却水の温度をできるだけ早く上昇させる必要がある。したがって、制御部（９０）は、統合流量制御バルブ（８０）を制御して、統合流量制御バルブ（８０）の複数の出口ポート（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）をいずれも閉鎖するようにする。
【００７７】
図８ｂは、エンジンの動作条件が冷間状態から温間状態に切り替えられるときの冷却水の流れの一例を示す図である。この状態では、冷却水の温度が第１温度を超えて第２温度以下（例えば、５０℃を超えて９０℃以下）の状態である。エンジンが、図８ａより冷却水の温度が上昇した温間状態である場合、エンジン内部の摩擦を低減させ、燃費及びエンジン性能の向上のために昇温された冷却水をオイルクーラー（４０）に流すことが好ましい。また、車両の暖房のためのヒーターが駆動中である場合は、暖房性能及び燃費向上のために昇温された冷却水をヒーターコア（５０）に供給することが好ましい。したがって、制御部（９０）は、統合流量制御バルブ（８０）を制御して、統合流量制御バルブ（８０）の複数の出口ポート（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）のうち、オイルクーラー（４０）及びヒーターコア（５０）に連結される第２出口ポート（８１ｂ）及び第３出口ポート（８1c）のうちの少なくともいずれか一つを開放する。
【００７８】
図８ｃは、エンジンの動作条件が温間状態から高温条件に切り替えられるときの冷却水の流れの一例を示す図である。この状態では、冷却水の温度が第２温度を超えて第３温度以下（例えば、９０℃を超えて１０５℃以下）の状態である。このような状態では、制御部（９０）は、ラジエーター（３０）に連結された第１出口ポート（８１ａ）を開放するように統合流量制御バルブ（８０）を制御して、ラジエーター（３０）に冷却水が供給されるようにする。これにより、ラジエーター（３０）を用いて冷却水を迅速に冷却することができる。
【００７９】
図８ａ〜図８ｃに示された運転状態は、通常の実用運転領域に属する状態である。したがって、エンジンの耐久性や燃焼の安定性よりは燃費の向上が重要な運転状態であるので、制御部（９０）は、シリンダーブロック（１０）から流出する冷却水が流入する第１入口ポート（８０ａ）は、閉鎖状態にし、シリンダーヘッド（２０）から流出する冷却水が流入する第２入口ポート（８０ｂ）は、開放状態にして、エンジン内で冷却水がパラレルフローの形態で流れるように、統合流量制御バルブ（８０）を制御する。これにより、シリンダーブロック（１０）とシリンダーヘッド（２０）との実質的な分離冷却が実現される。
【００８０】
図８ｄは、エンジンの動作条件が温間状態から高温高負荷運転条件に切り替えられるときの冷却水の流れの一例を示す図である。この状態では、冷却水の温度が第２温度を超えて第３温度以下（例えば、９０℃を超えて１０５℃以下）の状態である。このような状態では、燃費の向上よりは燃焼の安定性及びエンジンの耐久性を維持することが重要になる。したがって、制御部（２５０）は、シリンダーブロック（１０）から流出する冷却水が流入する第１入口ポート（８０ａ）は、開放状態にし、シリンダーヘッド（２０）から流出する冷却水が流入する第２入口ポート（８０ｂ）は、閉鎖状態にして、エンジン内で冷却水がクロスフローの形態で流れるように、統合流量制御バルブ（８０）を制御する。これにより、シリンダーブロック（１０）とシリンダーヘッド（２０）との実質的な分離冷却は解除される。
【００８１】
図９は、本発明の実施例の統合流量制御バルブのバルブ位置（°）によるエンジン冷却システムの各要素等に連通するポートの開度量を示す図である。図９に示された（１）区間は、図８ａを参照して説明したエンジンの運転状態に対応する。図９に示された（２）区間は、図８ｂを参照して説明したエンジンの運転状態に対応する。そして、図９に示された（３）区間は、図８ｃを参照して説明したエンジンの運転状態に対応する。図９に示された（４）及び（５）区間は、図８ｄを参照して説明したエンジンの運転状態に対応する。また、図９に示された（６）区間の状態では、外気の温度が極めて低い状態であるので、暖房効率を極大化するためにヒーターコア（５０）に向かう冷却水の流量を調節する第３出口ポート（８１ｃ）の開度を最大にする一方で、オイルが過熱することを防止するためにオイルクーラー（４０）に向かう冷却水の流量を調節する第２出口ポート（８１ｂ）の開度を減少させる。
【００８２】
図１０ａ及び図１０ｂは、冷却水のパラレルフロー時の、本発明に係るエンジン冷却システムのシリンダーブロック及びシリンダーヘッドでの冷却水の流動を示す図である。
【００８３】
図１１ａ及び図１１ｂは、冷却水のクロスフロー時の、本発明に係るエンジン冷却システムのシリンダーブロック及びシリンダーヘッドでの冷却水の流動を示す図である。
【００８４】
図１０ａ及び図１１ａは、上面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのシリンダーヘッドでの冷却水のパラレルフロー及びクロスフローをそれぞれ示しており、図１０ｂ及び図１１ｂは、側面視での本発明の実施形態に係る冷却システムのシリンダーブロックでの冷却水の流動を示している。
【００８５】
図１０ａに示すように、パラレルフローによって吸気バルブ近傍では相対的に速い冷却水の流動を確認することができる。これにより、吸気ポート、燃焼室吸気側の冷却が強化したことが分かり、それにより、ノッキング発生の低減効果をもたらすことができた。
【００８６】
パラレルフローによって、図１０ｂに示すように、シリンダーブロックの下部では、強力なウォームブロックが形成され、冷却水の停滞がなされていることがわかる。また、シリンダーブロックの上部の流動も、図１０ｂに示されたクロスフローに比べて顕著に遅いことがわかる。その結果、シリンダーブロック（２００）の下部でのシリンダーライナー（３００）の温度は、領域に応じて、１５〜２０℃以上上昇し、従来技術に対比して、優れたピストンの摩擦低減の効果をもたらすことができた。
【００８７】
図１１ａに示すように、クロスフローによって、排気バルブ近傍では相対的に速い冷却水の流動を確認することができる。これにより、排気バルブの間の領域で冷却が強化したことが分かり、それにより、エンジンの耐久性向上及び燃焼室の最高温度低減の効果をもたらすことができた。また、図１０ａに対比して、各燃焼室での冷却水の速度分布の偏差が減少したことを確認することができる。これにより、燃焼室間の温度偏差が低減されることが分かり、それにより、ノッキングの安定性を改善させる効果をもたらすことができた。
【００８８】
図１１ｂに示すように、クロスフローによってシリンダーブロックの上部には、相対的に速い冷却水の流動を確認することができる。これにより、シリンダーブロックの上部に冷却が強化したことが分かり、これにより、ノッキングの発生抑制及びエンジンの耐久性向上の効果をもたらすことができた。また、図１０ｂよりは弱いが、シリンダーブロックの下部で冷却水の流れが停滞するウォームブロックが形成されることを確認することができる。
【００８９】
以上の本発明は、図面に示された実施例等を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、本発明は、前述の実施例等で限定されない。
【００９０】
例えば、前述の本発明の好ましい実施例において、エンジン冷却システムは、ラジエーター（３０）、オイルクーラー（４０）、ヒーターコア（５０）、冷却水貯蔵タンク（６０）及びウォーターポンプ（７０）を備えるようにしているが、これに限定されず、排気ガス再循環（ＥＧＲ）装置において、再循環ガスを冷却するためのＥＧＲクーラーまたはスロットルボディを冷却するためのクーラーをさらに含んでもよい。
【００９１】
そして、図６を参照して説明した実施例では、第１入口ポート（８０ａ）と第２入口ポート（８０ｂ）が１８０°に対称に配置されており、第１入口ポート（８０ａ）が開放されている間は、第２入口ポート（８０ｂ）が閉じられており、第１入口ポート（８０ａ）が閉じられている間は、第２入口ポート（８０ｂ）は開放されるようしているが、本発明は、これに限定されない。第１入口ポート（８０ａ）が開放され、第２入口ポート（８０ｂ）が閉鎖された状態及び第１入口ポート（８０ａ）が閉鎖され、第２入口ポート（８０ｂ）が開放された状態が実現される限り、図９に示すように、第１入口ポート（８０ａ）と第２入口ポート（８０ｂ）とが同時に開放された状態が存在してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０  シリンダーブロック
２０  シリンダーヘッド
３０  ラジエーター
４０  オイルクーラー
５０  ヒーターコア
６０  冷却水貯蔵タンク
７０  ウォーターポンプ
８０  統合流量制御バルブ
９０  制御部
【図１】
2020153363.tif 000003
【図２ａ】
2020153363.tif 000004
【図２ｂ】
2020153363.tif 000005
【図３ａ】
2020153363.tif 000006
【図３ｂ】
2020153363.tif 000007
【図４】
2020153363.tif 000008
【図５ａ】
2020153363.tif 000009
【図５ｂ】
2020153363.tif 000010
【図６】
2020153363.tif 000011
【図７】
2020153363.tif 000012
【図８ａ】
2020153363.tif 000013
【図８ｂ】
2020153363.tif 000014
【図８ｃ】
2020153363.tif 000015
【図８ｄ】
2020153363.tif 000016
【図９】
2020153363.tif 000017
【図１０ａ】
2020153363.tif 000018
【図１０ｂ】
2020153363.tif 000019
【図１１ａ】
2020153363.tif 000020
【図１１ｂ】
2020153363.tif 000021