(57)【要約】【課題】機関暖機時に機関本体の本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することのできる内燃機関の冷却装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の冷却装置２０の冷却水通路４０は、機関本体１０に設けられた第１水路４１および第２水路４２とウォーターポンプ２３との間を循環する第１循環回路６１と、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃを通る第３水路４３とウォーターポンプ２３と間を循環する第２循環回路６２とを含む。機関暖機時において、第１循環回路６１内に循環する冷却水の流量が機関暖機後の第１循環回路６１内に循環する冷却水の流量よりも少なくするとともに第２循環回路６２内に冷却水を循環させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体を介して冷却水を循環させるための循環回路を含む内燃機関の冷却装置において、
前記循環回路は、前記機関本体に設けられた本体通路を介して冷却水を循環させるための第１循環回路と、前記機関本体のシリンダボア間に設けられたボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための第２循環回路とを含み、
当該冷却装置は、機関暖機時の前記第１循環回路の冷却水の流量を流量Ｘ１とし、機関暖機後の前記第１循環回路の冷却水の流量を流量Ｘ２として、前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくするとともに、機関暖機時において前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくしているときに前記第２循環回路内に冷却水を循環させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記第２循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Ａと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｂとを含み、
当該冷却装置は、前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくしているときに前記循環回路Ａの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ｂの冷却水の循環は停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の冷却装置において、
当該冷却装置は、暖機完了状態に対する暖機度合が互いに異なる２つの暖機状態である第１暖機状態および第２暖機状態について、冷却水の温度範囲が相対的に低い方を第１暖機状態とし、冷却水の温度範囲が相対的に高い方を第２暖機状態として、前記第１暖機状態において前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくし、かつ前記第２循環回路の冷却水を循環させるものであり、前記第２暖機状態において前記流量Ｘ１を前記第１暖機状態の前記流量Ｘ１よりも大きくするものである
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記第１循環回路は、前記本体通路を介するとともにラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｃと、前記本体通路およびラジエータを介して冷却水を循環させる循環回路Ｄとを含み、
当該冷却装置は、前記第２暖機状態において前記循環回路Ｃの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ｄの冷却水の循環を停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記第２循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Ａと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｂを含むものであり、
当該冷却装置は、前記第２暖機状態において前記循環回路Ｂの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ａの冷却水の循環を停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記第２循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Ａと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｂとを含むものであり、
当該冷却装置は、暖機完了後に前記循環回路Ａの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ｂの冷却水の循環を停止させる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記機関本体の外壁に前記第２循環回路の一部が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記シリンダボア間の壁部のうちの上端側に前記ボア間通路が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記機関本体は、一列に配列された第１気筒および第２気筒および第３気筒を含むものであり、
前記第２循環回路は、前記第１気筒と前記第２気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第１ボア間通路と、前記第２気筒と前記第３気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第２ボア間通路と、気筒配列方向に延びて前記第１ボア間通路の一方の端部と前記第２ボア間通路の一方の端部とを互いに接続する第１接続通路と、気筒配列方向に延びて前記第１ボア間通路の他方の端部と前記第２ボア間通路の他方の端部とを互いに接続する第２接続通路を含むものである
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、
前記循環回路には、冷却水を循環させるためのポンプが設けられ、
前記第１循環回路において前記ポンプと前記機関本体との間には、当該循環回路を開放または閉鎖する電磁弁が設けられる
ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関本体を介して冷却水が循環させるための循環回路を含む内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記冷却装置として、特許文献１には、機関暖機時に機関本体内を循環する冷却水の流通を停止するものが記載されている。これにより、内燃機関の暖機促進を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６９７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、機関暖機時に機関本体内の冷却水の循環を停止した場合には、シリンダボアの温度の上昇に起因してシリンダボア壁の熱変形をまねくおそれがある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機関暖機時に機関本体の本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することのできる内燃機関の冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、機関本体を介して冷却水を循環させるための循環回路を含む内燃機関の冷却装置において、前記循環回路は、前記機関本体に設けられた本体通路を介して冷却水を循環させるための第１循環回路と、前記機関本体のシリンダボア間に設けられたボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための第２循環回路とを含み、当該冷却装置は、機関暖機時の前記第１循環回路の冷却水の流量を流量Ｘ１とし、機関暖機後の前記第１循環回路の冷却水の流量を流量Ｘ２として、前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくするとともに、機関暖機時において前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくしているときに前記第２循環回路内に冷却水を循環させることを要旨とする。
【０００６】
この発明によれば、流量Ｘ１を流量Ｘ２よりも小さくするため、内燃機関の暖機が促進される。また、流量Ｘ１を流量Ｘ２よりも小さくしているときに第２循環回路の冷却水を循環させるため、シリンダボア間が冷却水により冷却される。すなわち、機関暖機時に機関本体の本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することができる。
【０００７】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第２循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Ａと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｂとを含み、当該冷却装置は、前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくしているときに前記循環回路Ａの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ｂの冷却水の循環は停止させることを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、流量Ｘ１を流量Ｘ２よりも小さくしているときに循環回路Ａの冷却水を循環させるとともに循環回路Ｂの冷却水の循環を停止するため、ラジエータによって冷やされた冷却水がボア間通路に供給される。
【０００９】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の冷却装置において、当該冷却装置は、暖機完了状態に対する暖機度合が互いに異なる２つの暖機状態である第１暖機状態および第２暖機状態について、冷却水の温度範囲が相対的に低い方を第１暖機状態とし、冷却水の温度範囲が相対的に高い方を第２暖機状態として、前記第１暖機状態において前記流量Ｘ１を前記流量Ｘ２よりも小さくし、かつ前記第２循環回路の冷却水を循環させるものであり、前記第２暖機状態において前記流量Ｘ１を前記第１暖機状態の前記流量Ｘ１よりも大きくするものであることを要旨とする。
【００１０】
この発明によれば、第１暖機状態において流量Ｘ１を流量Ｘ２よりも小さくし、かつ第２循環回路の冷却水を循環させるため、内燃機関の暖機が促進されるとともに本体通路を流れる冷却水の流量が低減されたことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することができる。また第２暖機状態での流量Ｘ１を第１暖機状態での流量Ｘ１よりも大きくすることにより、本体通路を流れる冷却水が増大する。
【００１１】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第１循環回路は、前記本体通路を介するとともにラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｃと、前記本体通路およびラジエータを介して冷却水を循環させる循環回路Ｄとを含み、当該冷却装置は、前記第２暖機状態において前記循環回路Ｃの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ｄの冷却水の循環を停止させることを要旨とする。
【００１２】
この発明では、第２暖機状態において循環回路Ｃの冷却水を循環させるとともに循環回路Ｄの冷却水の循環を停止させるため、本体通路に供給される冷却水はラジエータを迂回したものとなる。したがって、循環回路Ｄの冷却水を本体通路に供給した場合と比較して、内燃機関１の暖機を促進することができる。
【００１３】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第２循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Ａと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｂを含むものであり、当該冷却装置は、前記第２暖機状態において前記循環回路Ｂの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ａの冷却水の循環を停止させることを要旨とする。
【００１４】
この発明では、第２暖機状態において循環回路Ｂの冷却水を循環させるとともに循環回路Ａの冷却水の循環を停止するため、シリンダボア間に供給される冷却水はラジエータを迂回したものとなる。
【００１５】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記第２循環回路は、ラジエータおよび前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路を介することなく冷却水を循環させるための循環回路Ａと、前記ボア間通路を介するとともに前記本体通路およびラジエータを介することなく冷却水を循環させる循環回路Ｂとを含むものであり、当該冷却装置は、暖機完了後に前記循環回路Ａの冷却水を循環させるとともに前記循環回路Ｂの冷却水の循環を停止させることを要旨とする。
【００１６】
この発明では、暖機完了後に循環回路Ａの冷却水を循環させるとともに循環回路Ｂの冷却水の循環を停止することにより、シリンダボア間に供給される冷却水はラジエータを介して冷却されたものとなる。
【００１７】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記機関本体の外壁に前記第２循環回路の一部が設けられることを要旨とする。
【００１８】
この発明によれば、第２循環回路の一部が機関本体の外壁に設けられることにより、車両走行時において走行風により第２循環回路の一部が冷却される。これにより、シリンダボアの温度上昇を一層抑制することができる。
【００１９】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記シリンダボア間の壁部のうちの上端側に前記ボア間通路が設けられることを要旨とする。
【００２０】
シリンダボアは、その上端部において最も温度が高くなる。したがって、シリンダボアの上端部が最も熱変形しやすくなる。その点、本発明では、シリンダボア間の壁部の上端側にボア間通路が設けられることにより、シリンダボアの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００２１】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記機関本体は、一列に配列された第１気筒および第２気筒および第３気筒を含むものであり、前記第２循環回路は、前記第１気筒と前記第２気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第１ボア間通路と、前記第２気筒と前記第３気筒との間に設けられる前記ボア間通路としての第２ボア間通路と、気筒配列方向に延びて前記第１ボア間通路の一方の端部と前記第２ボア間通路の一方の端部とを互いに接続する第１接続通路と、気筒配列方向に延びて前記第１ボア間通路の他方の端部と前記第２ボア間通路の他方の端部とを互いに接続する第２接続通路を含むものであることを要旨とする。
【００２２】
（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却装置において、前記循環回路には、冷却水を循環させるためのポンプが設けられ、前記第１循環回路において前記ポンプと前記機関本体との間には、当該循環回路を開放または閉鎖する電磁弁が設けられることを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の内燃機関の冷却装置について、同装置を備える内燃機関の構成を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態の内燃機関について、（ａ）は機関始動直後の冷却水の流れを模式的に示す模式図、（ｂ）は暖機中の冷却水の流れを模式的に示す模式図、（ｃ）は機関暖気後の冷却水の流れを模式的に示す模式図。
【図３】同実施形態の機関本体について、（ａ）はシリンダブロックの平面構造を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の断面線Ａ−Ａに沿う断面構造を示す断面図。
【図４】同実施形態の電子制御装置により行われる「冷却水流通処理」について、その手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の冷却装置について、「冷却水流通処理」の実行態様の一例を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１は、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２を含む機関本体１０と、冷却水を循環することにより機関本体１０を冷却する冷却装置２０と、冷却装置２０の冷却水の流れを制御する制御装置３０とを備えている。
【００２５】
シリンダブロック１１には、複数のシリンダボア１３Ａ〜１３Ｄ（図３（ａ）参照）と、これらボア１３Ａ〜１３Ｄの一部を外側から囲うウォータージャケット１４とが設けられている。シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄ内には、ピストン１５（図３（ｂ）参照）がそれぞれ設けられている。シリンダボア１３Ａ，１３Ｂの間、シリンダボア１３Ｂ，１３Ｃの間およびシリンダボア１３Ｃ，１３Ｄの間の部位であるシリンダボア壁（壁部）には、冷却水が流れるボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（図３（ａ）参照）がそれぞれ設けられている。
【００２６】
冷却装置２０は、機関本体１０との間で冷却水を循環する冷却水通路４０と、外気と冷却水との間で熱交換を行うラジエータ２１と、ラジエータ２１内に流入する冷却水の流量を制御する電動サーモスタット２２と、機関本体１０に向けて冷却水を吐出するウォーターポンプ２３とを備えている。なお、「流量」とは、単位時間当たりに所定の通路断面を通過する冷却水の体積（ｌ／ｍｉｎ）または質量（ｇ／ｍｉｎ）である。
【００２７】
冷却水通路４０は、以下の第１水路４１〜第６水路４６により構成されている。
第１水路４１は、ウォータージャケット１４およびシリンダヘッド１２のそれぞれの入口とウォーターポンプ２３の出口とを互いに接続している。第２水路４２は、ウォータージャケット１４およびシリンダヘッド１２のそれぞれの出口と電動サーモスタット２２の入口とを互いに接続している。第３水路４３は、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃを介して第１水路４１の中間部分と電動サーモスタット２２の入口とを互いに接続している。第４水路４４は、電動サーモスタット２２の出口とラジエータ２１の入口とを互いに接続している。第５水路４５は、ラジエータ２１の出口とウォーターポンプ２３の入口とを互いに接続している。第６水路４６は、電動サーモスタット２２の出口とウォーターポンプ２３の入口とを互いに接続している。
【００２８】
第１水路４１において、同水路４１と第３水路４３との分岐部分よりも下流側には、同水路４１を開放または閉鎖する第１電磁弁５１が設けられている。第２水路４２には、同水路４２を開放または閉鎖する第２電磁弁５２が設けられている。
【００２９】
冷却水通路４０においては、ウォータージャケット１４を介するとともにボア間通路１６Ａ〜１６Ｃを介することなく冷却水を循環させる循環回路として、第１水路４１と第２水路４２と第４水路４４と第５水路４５と第６水路４６とにより第１循環回路６１が形成されている。また、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃを介するとともにウォータージャケット１４を介することなく冷却水を循環させる循環回路として、第１水路４１の第１電磁弁５１よりも上流側の部分と第３水路４３と第４水路４４と第５水路４５と第６水路４６とにより第２循環回路６２が形成されている。
【００３０】
ウォーターポンプ２３は、機関本体１０のクランクシャフトに連結された羽根車の回転により冷却水を吸引および吐出する。すなわち、機関回転速度が増大するにつれてウォーターポンプ２３の羽根車の回転速度が増大するため、ウォーターポンプ２３の冷却水の吐出量は、機関回転速度が増大するにつれて増量する。
【００３１】
電動サーモスタット２２は、第２水路４２および第３水路４３と第４水路４４および第６水路４６のそれぞれとの連通状態を変更する。すなわち、電動サーモスタット２２の動作状態が第１切替状態のとき、第２水路４２および第３水路４３と第４水路４４とが連通されるとともに、第２水路４２および第３水路４３と第６水路４６との間が遮断される。また、電動サーモスタット２２の動作状態が第２切替状態のとき、第２水路４２および第３水路４３と第６水路４６とが連通されるとともに、第２水路４２および第３水路４３と第４水路４４との間が遮断される。
【００３２】
制御装置３０は、機関本体１０の各装置、電動サーモスタット２２、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２の制御をはじめとして各種の制御を行う電子制御装置３１と、冷却水温度センサ３２をはじめとする各種のセンサとを含む。冷却水温度センサ３２は、ウォーターポンプ２３の出口付近の第１水路４１を流れる冷却水の温度に応じた信号を電子制御装置３１に出力する。
【００３３】
ところで、機関暖機を早期に完了させるという観点からすると機関暖機完了前には冷却水による機関本体１０の冷却の度合が小さいこと、すなわち機関本体１０のウォータージャケット１４およびシリンダヘッド１２をそれぞれ通過する冷却水の流量が少ないことが望ましい。
【００３４】
一方、シリンダボア間においては、シリンダブロック１１の他の部位と比較して燃焼により生じた熱がこもりやすいため、熱変形が生じやすい。したがって、ウォータージャケット１４およびシリンダヘッド１２を通過する冷却水の流量を小さくしているときにも、シリンダボア間（ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ）を通過する冷却水の流量は多いことが望ましい。
【００３５】
電子制御装置３１は、上記の要求を満たすための制御として、冷却水通路４０内に流通する冷却水の流れを制御する流通制御を行う。流通制御では、冷却水通路４０内の冷却水の温度（以下、「冷却水温度ＴＨＷ」）に基づいて、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２をそれぞれの開度を変更するとともに電動サーモスタット２２の動作状態を変更することにより、冷却水通路４０の冷却水の循環モードを以下の第１循環モード〜第３循環モードのいずれかに切り替える。
【００３６】
第１循環モードでは、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２をともに閉弁状態に維持するとともに電動サーモスタット２２を第１切替状態に維持する。これにより、第１循環回路６１が閉鎖されるとともに第２循環回路６２がラジエータ２１を流通経路に含む形態で開放される。
【００３７】
第２循環モードでは、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２をともに開弁状態に維持するとともに電動サーモスタット２２を第２切替状態に維持する。これにより、第１循環回路６１および第２循環回路６２がともにラジエータ２１を流通経路に含まない形態で開放される。
【００３８】
第３循環モードでは、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２をともに開弁状態に維持するとともに電動サーモスタット２２を第１切替状態に維持する。これにより、第１循環回路６１および第２循環回路６２がともにラジエータ２１を流通経路に含む形態で開放される。
【００３９】
図２を参照して、各循環モードの冷却水の流れについて説明する。
図２（ａ）に示すように、第１循環モードでは、第１循環回路６１および第２循環回路６２内の冷却水は次のように流通する。すなわち第１循環回路６１においては、冷却水が循環しない。第２循環回路６２においては、ウォーターポンプ２３から吐出された冷却水が第３水路４３および第４水路４４を介して電動サーモスタット２２に流入する。そして、電動サーモスタット２２から流出した冷却水が第５水路４５およびラジエータ２１および第６水路４６を介してウォーターポンプ２３に再び流入する。
【００４０】
図２（ｂ）に示すように、第２循環モードでは、第１循環回路６１および第２循環回路６２内の冷却水は次のように流通する。すなわち第１循環回路６１においては、ウォーターポンプ２３から吐出された冷却水が第１水路４１および第２水路４２を介して電動サーモスタット２２に流入する。そして、電動サーモスタット２２から流出した冷却水が第６水路４６を通過して、すなわちラジエータ２１を迂回して再びウォーターポンプ２３に流入する。一方、第２循環回路６２においては、ウォーターポンプ２３から吐出された冷却水が第３水路４３を介して電動サーモスタット２２に流入する。そして、電動サーモスタット２２から流出した冷却水がラジエータ２１を迂回して再びウォーターポンプ２３に流入する。
【００４１】
図２（ｃ）に示すように、第３循環モードでは、第１循環回路６１および第２循環回路６２内の冷却水は次のように流通する。すなわち第１循環回路６１においては、ウォーターポンプ２３から吐出された冷却水が第１水路４１および第２水路４２を介して電動サーモスタット２２に流入する。そして、電動サーモスタット２２から流出した冷却水がラジエータ２１を介して再びウォーターポンプ２３に流入する。ここで、第１水路４１および第２水路４２内の冷却水の流通態様は、第２循環モードと同様である。すなわち、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２の開度が第２循環モードでの同開度とそれぞれ同じである。一方、第２循環回路６２においては、ウォーターポンプ２３から吐出された冷却水が第３水路４３および第４水路４４を介して電動サーモスタット２２に流入する。そして、電動サーモスタット２２から流出した冷却水がラジエータ２１を介して再びウォーターポンプ２３に流入する。
【００４２】
図３を参照して、機関本体１０の構成および第３水路４３の構成の詳細について説明する。なお、図３では、ラジエータ２１および電動サーモスタット２２をそれぞれ省略している。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、シリンダブロック１１には、前後方向に４つのシリンダボア１３Ａ〜１３Ｄが前方から順に配列されている。各シリンダボア１３Ａ，１３Ｂ間、シリンダボア１３Ｂ，１３Ｃ間およびシリンダボア１３Ｃ，１３Ｄ間には、気筒配列方向に直交する方向である左右方向において各シリンダボア間を貫通するボア間通路１６Ａ〜１６Ｃがそれぞれ設けられている。各ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃのそれぞれには、内部に水路としての空間を有する分岐管４３Ｃ〜４３Ｅが挿入されている。
【００４４】
シリンダブロック１１の外壁には、各分岐管４３Ｃ〜４３Ｅの一方（右方）の端部を互いに接続する上流側主管４３Ａと、各分岐管４３Ｃ〜４３Ｅの他方（左方）の端部を互いに接続する下流側主管４３Ｂとが設けられている。上流側主管４３Ａ内の空間、各分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ内の空間、および下流側主管４３Ｂ内の空間により第３水路４３が形成されている。
【００４５】
上流側主管４３Ａの上流側端部は、第１水路４１（図１参照）を介してウォーターポンプ２３の出口に接続されている。下流側主管４３Ｂの下流側端部は、第５水路４５または第６水路４６（図１参照）を介してウォーターポンプ２３の入口に接続されている。
【００４６】
図３（ｂ）に示すように、ボア間通路１６Ｂ（分岐管４３Ｄ）は、シリンダブロック１１の上端部、すなわちシリンダボア１３Ｂ，１３Ｃの上端部に対応するシリンダボア間に設けられている。他のボア間通路１６Ａ（分岐管４３Ｃ）、ボア間通路１６Ｃ（分岐管４３Ｅ）も同様にシリンダボア１３Ａ，１３Ｂおよびシリンダボア１３Ｃ，１３Ｄの上端部に対応するシリンダボア間にそれぞれ設けられている。各ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）とウォータージャケット１４とは互いに独立して、すなわちこれらボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）とウォータージャケット１４との間で直接的に冷却水が流通しないように設けられている。
【００４７】
冷却水は次のように第３水路４３を流通する。
ウォーターポンプ２３から吐出された冷却水は、上流側主管４３Ａから各分岐管４３Ｃ〜４３Ｅにそれぞれ流入する。各分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ内の冷却水は、各シリンダボア間を流通することにより各シリンダボア間を冷却する。各分岐管４３Ｃ〜４３Ｅから流出した冷却水は、下流側主管４３Ｂにそれぞれ流入した後、再びウォーターポンプ２３に吸引される。
【００４８】
図４を参照して、流通制御の具体的な処理手順を定めた「冷却水流通処理」の内容について説明する。なお、この処理は電子制御装置３１が動作しているときに、所定演算周期毎に繰り返し行われる。
【００４９】
ステップＳ１０において、冷却水温度ＴＨＷが第１基準温度ＴＸ以上か否かを判定する。第１基準温度ＴＸは、そのときどきの冷却水温度ＴＨＷが機関暖機完了に相当する冷却水温度ＴＨＷより低く、かつ第１循環回路６１の冷却水の循環の停止が許容される冷却水温度ＴＨＷか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定されている。
【００５０】
ステップＳ１０において冷却水温度ＴＨＷが第１基準温度ＴＸを下回る旨判定したとき、ステップＳ２０において第１電磁弁５１および第２電磁弁５２をそれぞれ閉弁とともに電動サーモスタット２２を第１切替状態に切り替える。これにより、第１水路４１および第２水路４２内の冷却水の流通が遮断される。これにより、冷却水通路４０内の冷却水の流通態様は、図２（ａ）に示す第１循環モードとなる。
【００５１】
ステップＳ１０において冷却水温度ＴＨＷが第１基準温度ＴＸ以上の旨判定したとき、ステップＳ３０において、冷却水温度ＴＨＷが第２基準温度ＴＹ以上か否かを判定する。第２基準温度ＴＹは、機関暖機完了か否かを判定するための値として、すなわち第１基準温度ＴＸよりも高い温度であるとともに、機関本体１０の機関暖機完了時の冷却水温度に相当する値として、試験等を通じて予め設定されている。
【００５２】
ステップＳ３０において冷却水温度ＴＨＷが第２基準温度ＴＹを下回る旨判定したとき、すなわち機関暖機中である旨判定したとき、ステップＳ４０において電動サーモスタット２２を第２切替状態に切り替える。これにより、冷却水通路４０内の冷却水の流通態様は、図２（ｂ）に示す第２循環モードとなる。
【００５３】
ステップＳ３０において冷却水温度ＴＨＷが第２基準温度ＴＹ以上の旨判定したとき、すなわち機関暖機が完了した旨判定したとき、ステップＳ５０において電動サーモスタット２２を第１切替状態に切り替える。これにより、冷却水通路４０内の冷却水の流通態様は、図２（ｃ）に示す第３循環モードとなる。
【００５４】
図５を参照して、冷却水流通処理の実行態様の一例について説明する。
時刻ｔ０、すなわち内燃機関１の運転が開始されたとき、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２はともに閉弁状態に維持されるとともに電動サーモスタット２２は第１切替状態に維持される。これにより、冷却水通路４０内の冷却水の流通態様は第１循環モードに維持される。
【００５５】
時刻ｔ１、すなわち冷却水温度ＴＨＷが第１基準温度ＴＸに到達したとき、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２はともに開弁されるとともに電動サーモスタット２２の動作状態が第１切替状態から第２切替状態に変更される。これにより、冷却水通路４０内の冷却水の流通態様は第１循環モードから第２循環モードに切り替わる。
【００５６】
時刻ｔ２、すなわち冷却水温度ＴＨＷが第２基準温度ＴＹに到達した後、冷却水温度ＴＨＷの上昇度合は小さくなる。時刻ｔ２以降では、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２がともに開弁状態に維持されるとともに電動サーモスタット２２が第１切替状態に維持される。これにより冷却水通路４０内の冷却水の流通態様は第３循環モードに維持される。
【００５７】
本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、流通制御により冷却水通路４０内の冷却水が第１基準温度ＴＸを下回るときに第１水路４１および第２水路４２に冷却水が循環しないように制御される。したがって温度の低い冷却水によって機関本体１０が冷却されることを抑制することができる。これにより、内燃機関１の暖機が促進される。また、冷却水通路４０内の冷却水が第１基準温度ＴＸを下回るときに第３水路４３に冷却水が循環するため、シリンダボア間が冷却水により冷却される。すなわち、機関暖機時に第１水路４１および第２水路４２の冷却水が循環しないことに起因してシリンダボア壁に大きな変形が生じることを抑制することができる。
【００５８】
（２）本実施形態では、冷却水温度ＴＨＷが第１基準温度ＴＸを下回るときに冷却水通路４０内の冷却水の流通態様が第１循環モードとなることにより、シリンダボア間には、ラジエータ２１によって冷やされた冷却水が供給されるようになる。これにより、シリンダボア間の温度上昇をより一層抑制することができる。
【００５９】
（３）本実施形態では、冷却水温度ＴＨＷが第２基準温度ＴＹを下回るときに冷却水通路４０内の冷却水の流通態様が第２循環モードとなることにより、ラジエータ２１を迂回した冷却水をウォータージャケット１４およびシリンダヘッド１２にそれぞれ供給することを抑制することができる。その結果、内燃機関１の暖機促進を効果的に図ることができる。
【００６０】
（４）本実施形態では、第３水路４３が機関本体１０の外壁に設けられるため、車両走行時において、機関本体１０の外表面は矢印Ｙ１（図３（ａ）参照）のように、ラジエータ２１を通過した走行風により冷却される。これにより、上流側主管４３Ａ、分岐管４３Ｃ〜４３Ｅのうちのボア間通路１６Ａ〜１６Ｃに挿通された部位以外の部位及び下流側主管４３Ｂは、機関本体１０の外表面に設けられるため、走行風により冷却される。その結果、シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄの温度上昇をそれぞれ抑制することができる。
【００６１】
（５）シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄは、その上端部において最も温度が高くなる。したがって、シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄの上端部が最も熱変形しやすくなる。その点、本実施形態では、シリンダボア壁の上端側にボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）が設けられることにより、シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００６２】
（６）機関本体１０が高温状態において、各シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄにはそれぞれの内径が拡径するように熱変形が生じる。ここで、シリンダボア１３Ｂ，１３Ｃでは、シリンダボア１３Ａ，１３Ｄの熱変形によって、前後方向の内径が縮径するようになる。一方で、シリンダボア１３Ｂ，１３Ｃは、左右方向に熱変形するようになる。これにより、ピストン１５の外周面とシリンダボア１３Ｂ，１３Ｃの前後方向における内周面とがそれぞれ近接するため、ピストン１５とシリンダボア１３Ｂ，１３Ｃとの衝突してしまう。その結果、ピストン打音が生じる。
【００６３】
その点、本実施形態では、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）に冷却水が循環するため、シリンダボア１３Ａ，１３Ｄの熱変形によるシリンダボア１３Ｂ，１３Ｃの内径の縮径を抑制することができる。その結果、シリンダボア１３Ｂ，１３Ｃとこれらボア１３Ｂ，１３Ｃにそれぞれ収容されるピストン１５との衝突を抑制することができるため、ピストン打音の発生を抑制することができる。
【００６４】
（７）本実施形態によれば、機関始動後から機関運転期間に亘り第３水路４３内の冷却水が循環されることにより、専用の電磁弁やポンプの制御を省略することができる。したがって、簡単な構成によって内燃機関１の暖気促進とシリンダボア１３Ａ〜１３Ｄの熱変形のそれぞれ抑制とを図ることができる。
【００６５】
（８）本実施形態では、第１電磁弁５１がウォーターポンプ２３よりも下流側且つシリンダブロック１１またはシリンダヘッド１２よりも上流側に設けられる。したがって、シリンダブロック１１またはシリンダヘッド１２からウォーターポンプ２３へ高温の冷却水が逆流することを抑制することができる。
【００６６】
（９）本実施形態によれば、第１電磁弁５１が第１水路４１におけるウォータージャケット１４に供給する水路とシリンダヘッド１２に供給する水路との分岐部分より上流側に設けられるため（図１参照）、１つの第１電磁弁５１にてウォータージャケット１４およびシリンダヘッド１２へ冷却水を供給する流量の制御を行うことができる。
【００６７】
（その他の実施形態）
本発明の内燃機関の冷却装置の具体的な構成は、上記実施形態に例示した構成に限定されることなく、例えば以下のように変更することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００６８】
・上記実施形態では、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）を３つのシリンダボア間にそれぞれ設けたが、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）は、シリンダボア間の少なくとも１つに設けることもできる。
【００６９】
・上記実施形態では、第１水路４１に第１電磁弁５１が設けられ、第２水路４２に第２電磁弁５２が設けられたが、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２の一方を省略することもできる。
【００７０】
・上記実施形態では、冷却水流通処理において、冷却水温度ＴＨＷが第１基準温度ＴＸを下回るときに、電動サーモスタット２２を第１切替状態としたが、電動サーモスタット２２は第２切替状態としてもよい。
【００７１】
・上記実施形態では、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）がシリンダ壁の上端側に設けられたが、ボア間通路１６Ａ〜１６Ｃ（分岐管４３Ｃ〜４３Ｅ）の上下方向の位置はこれに限定されることはない。例えば、シリンダボア壁の中央または下端側に設けることもできる。
【００７２】
・上記実施形態では、シリンダボア１３Ａ〜１３Ｄの配列方向が車両走行方向と同一方向となるように機関本体１０が配置されたが、機関本体のシリンダボアの配列方向が車両走行方向に対して直交する方向となるように配置することもできる。
【００７３】
・上記実施形態では、第３水路４３が機関本体１０の外側に取り付けられる構成であったが、第３水路４３は機関本体１０の内部に設けることもできる。
・上記実施形態では、ウォーターポンプ２３として、クランクシャフトに連結する機械式のウォーターポンプを用いたが、ウォーターポンプ２３として、クランクシャフトとは非連結の電動式のウォーターポンプを用いることもできる。この場合、内燃機関１のイグニッションスイッチをオフ状態からオン状態に切り替えたことを条件として、ウォーターポンプを駆動することもできる。
【００７４】
電動式のウォーターポンプを用いる場合には、以下の制御も可能である。
・機関運転期間の一時期においてウォーターポンプの駆動を停止する。
・ウォーターポンプから吐出される冷却水の流量を制限する。
【００７５】
・上記実施形態では、電動サーモスタット２２の切替状態が第１切替状態および第２切替状態の２つであったが、電動サーモスタット２２の切替状態はこれに限定されることはない。例えば、電動サーモスタット２２は、第４水路４４および第６水路４６の両方に冷却水を流通することもできる。この場合、例えば、第１循環モードおよび第３循環モードであれば、第６水路４６の冷却水の流量よりも第４水路４４の冷却水の流量を増大させるように電動サーモスタット２２の切替状態（開度）を変更することもできる。また例えば、第２循環モードであれば、第４水路４４の冷却水の流量よりも第６水路４６の冷却水の流量を増大させるように電動サーモスタット２２の切替状態（開度）を変更することもできる。
【００７６】
・上記実施形態では、第１循環モードのとき、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２を閉弁状態としたが、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２のそれぞれ開度はこれに限定されることはない。
【００７７】
例えば、第１水路４１および第２水路４２に少量の冷却水を流通することもできる。これにより、第１循環モード時に第１電磁弁５１および第２電磁弁５２が全開状態を維持した場合と比較して、暖機促進を図ることができる。
【００７８】
また例えば、第１循環モードのとき、第１電磁弁５１および第２電磁弁５２は一定期間に亘り全開状態とすることもできる。この一定期間は、暖機促進が過度に妨げられない期間である。
【００７９】
・上記実施形態では、内燃機関の冷却装置をガソリンエンジンに適用したが、ディーゼルエンジンにも適用することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１…内燃機関、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３，１３Ａ〜１３Ｄ…シリンダボア、１４…ウォータージャケット、１５…ピストン、１６Ａ〜１６Ｃ…ボア間通路、２０…冷却装置、２１…ラジエータ、２２…電動サーモスタット、２３…ウォーターポンプ（ポンプ）、３０…制御装置、３１…電子制御装置、３２…冷却水温度センサ、４０…冷却水通路（循環回路）、４１…第１水路（本体通路）、４２…第２水路（本体通路）、４３…第３水路、４３Ａ…上流側主水路（第１接続通路）、４３Ｂ…下流側主管（第２接続通路）、４３Ｃ〜４３Ｅ…分岐管、４４…第４水路、４５…第５水路、４６…第６水路、５１…第１電磁弁、５２…第２電磁弁、６１…第１循環通路、６２…第２循環通路。
【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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