(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部に横置きに搭載されたＶ型エンジンと、ウォーターポンプと、ラジエータと、これら機器に冷却水を循環する冷却水循環回路とを備え、
Ｖ型エンジンのシリンダブロック側の冷却水流路と、シリンダヘッド側の冷却水流路とが互いに独立して設けられたＶ型エンジンの冷却装置であって、
上記冷却水循環回路には、冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスと、冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスとが設けられ、
上記冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスには、Ｖ型エンジンの前後一対のバンクのうち、前側バンクのシリンダヘッド側の冷却水流路から冷却水が供給され、
上記冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスには、Ｖ型エンジンの前後一対のバンクのうち、後側バンクのシリンダブロック側の冷却水流路から冷却水が供給されることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＶ型エンジンの冷却装置において、
上記冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスは、上記前側バンクの前方側に配置され、上記冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスは、上記後側バンクの後方側に配置されることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＶ型エンジンの冷却装置において、
上記Ｖ型エンジンの暖機中、上記シリンダブロック側の冷却水流路に循環される冷却水の流量が制限されることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のＶ型エンジンの冷却装置において、
上記Ｖ型エンジンの運転中、上記シリンダヘッド側の冷却水流路には、常に冷却水が循環されることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のＶ型エンジンの冷却装置において、
上記冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスは、上記Ｖ型エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラであることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のＶ型エンジンの冷却装置において、
上記冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスは、車室内を暖房するためのヒータコアであることを特徴とするＶ型エンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載されるＶ型エンジンを、冷却水の循環によって冷却するＶ型エンジンの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されたエンジン（内燃機関）において、シリンダブロック側の冷却水流路と、シリンダヘッド側の冷却水流路とが互いに独立して設けられたいわゆる２系統冷却方式の冷却装置が知られている。この種の冷却装置では、シリンダブロック側の冷却状態と、シリンダヘッド側の冷却状態とが独立して制御可能となっている。
【０００３】
従来では、そのような２系統冷却方式の冷却装置をＶ型エンジンに適用した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のＶ型エンジンの冷却装置では、シリンダブロックの後端部のバンク間位置に、一対のバンクのシリンダブロック側のウォータージャケットと連通する冷却水出口が上方に向けて開口形成されている。これにより、Ｖ型エンジンの構成を簡略化するとともに、その全長を短縮化するようにしている。
【０００４】
しかし、特許文献１には、２系統冷却方式の冷却装置をＶ型エンジンに適用した場合における、ＥＧＲクーラや、ヒータコアなどの熱交換デバイスの適切な配置等については記載がなく、ＥＧＲクーラによるＥＧＲガスの冷却効率を高めたり、ヒータコアによる車室内の暖房効率を高めたりする点で改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−０４４４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、冷却水循環回路に設置される熱交換デバイスを効率的に作動させることが可能な２系統冷却方式を採用するＶ型エンジンの冷却装置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】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、車両の前部に横置きに搭載されたＶ型エンジンと、ウォーターポンプと、ラジエータと、これら機器に冷却水を循環する冷却水循環回路とを備え、Ｖ型エンジンのシリンダブロック側の冷却水流路と、シリンダヘッド側の冷却水流路とが互いに独立して設けられたＶ型エンジンの冷却装置であって、上記冷却水循環回路には、冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスと、冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスとが設けられ、上記冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスには、Ｖ型エンジンの前後一対のバンクのうち、前側バンクのシリンダヘッド側の冷却水流路から冷却水が供給され、上記冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスには、Ｖ型エンジンの前後一対のバンクのうち、後側バンクのシリンダブロック側の冷却水流路から冷却水が供給されることを特徴としている。ここで、熱交換デバイスは、冷却水循環回路を流通する冷却水との間で熱交換を行わせることによって、冷却対象の冷却あるいは加熱対象の加熱を行う機器を言う。なお、ラジエータは、ここで言う熱交換デバイスには含まれない。
【０００８】
上記構成によれば、Ｖ型エンジンの暖機中にも、シリンダヘッド側の冷却水流路に積極的に冷却水を循環させることで、シリンダヘッドは、シリンダブロックに比べ低温の状態になる。しかも、車両の前進走行時、Ｖ型エンジンの前側バンクは、走行風の正面に位置するので、走行風が当たって冷却されやすくなっている。したがって、Ｖ型エンジンの前側バンクのシリンダヘッドは、Ｖ型エンジンにおいて最も低温の状態になりやすい。これにより、前側バンクのシリンダヘッド側の冷却水流路から取り出した冷却水を供給することで、冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイス（言い換えれば、冷却水によって冷却対象を冷却するタイプの熱交換デバイス）を効率的に作動させることができ、その熱交換デバイスによる冷却性能を向上させることができる。
【０００９】
一方、Ｖ型エンジンの暖機中、シリンダブロック側の冷却水流路に循環する冷却水の流量を制限することで、シリンダブロックは、シリンダヘッドに比べ高温の状態になる。しかも、車両の前進走行時、Ｖ型エンジンの後側バンクは、走行風が当たりにくく熱がこもりやすくなっている。したがって、Ｖ型エンジンの後側バンクのシリンダブロックは、Ｖ型エンジンにおいて最も高温の状態になりやすい。これにより、後側バンクのシリンダブロック側の冷却水流路からから取り出した冷却水を供給することで、冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイス（言い換えれば、冷却水によって加熱対象を加熱するタイプの熱交換デバイス）を効率的に作動させることができ、その熱交換デバイスの加熱性能を向上させることができる。
【００１０】
したがって、上記構成によれば、車両の前部に横置きに搭載されたＶ型エンジン内に生じる温度差が大きくなることを利用して、冷却水循環回路に設置される熱交換デバイスへの冷却水の供給を行うことで、熱交換デバイスを効率的に作動させることができる。
【００１１】
本発明のＶ型エンジンの冷却装置において、上記冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスは、上記前側バンクの前方側に配置され、上記冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスは、上記後側バンクの後方側に配置されることが好ましい。
【００１２】
上記構成によれば、Ｖ型エンジンから熱交換デバイスまでの冷却水の配管の長さを短縮することができる。
【００１３】
また、本発明のＶ型エンジンの冷却装置において、上記Ｖ型エンジンの暖機中、上記シリンダブロック側の冷却水流路に循環される冷却水の流量が制限されることが好ましい。
【００１４】
上記構成によれば、シリンダブロック側の冷却水流路に循環される冷却水の流量を制限することで、シリンダブロックの暖機が促進される。そして、高温の状態のシリンダブロックの後側バンクから冷却水を取り出すことで、冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスをより効率的に作動させることができ、その熱交換デバイスの加熱性能を十分に発揮させることができる。
【００１５】
また、本発明のＶ型エンジンの冷却装置において、上記Ｖ型エンジンの運転中、上記シリンダヘッド側の冷却水流路には、常に冷却水が循環されることが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、シリンダヘッド側の冷却水流路に、常に冷却水を循環することで、シリンダヘッドが低温の状態に保持される。そして、低温の状態の前側バンクのシリンダヘッドから冷却水を取り出すことで、冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスをより効率的に作動させることができ、その熱交換デバイスの冷却性能を十分に発揮させることができる。
【００１７】
ここで、上記冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスとしては、例えばＶ型エンジンの排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラが挙げられる。この場合、ＥＧＲクーラに前側バンクのシリンダヘッド側の冷却水流路から取り出した冷却水を供給することで、ＥＧＲクーラを効率的に作動させて、ＥＧＲクーラの冷却性能を十分に発揮させることができ、ＥＧＲクーラによるＥＧＲガスの冷却効率を高めることができる。
【００１８】
また、上記冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスとしては、例えば車室内を暖房するためのヒータコアが挙げられる。この場合、ヒータコアに後側バンクのシリンダブロック側の冷却水流路から取り出した冷却水を供給することで、ヒータコアを効率的に作動させて、ヒータコアの加熱性能を十分に発揮させることができ、ヒータコアによる車室内の暖房効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＶ型エンジンの冷却装置によれば、車両の前部に横置きに搭載されたＶ型エンジン内に生じる温度差が大きくなることを利用して、冷却水循環回路に設置される熱交換デバイスへの冷却水の供給を行うことで、熱交換デバイスを効率的に作動させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るＶ型エンジンの冷却装置を車両前部に配置した一例を示す概略構成図である。
【図２】図１のＶ型エンジンの冷却装置の冷却水循環回路を模式的に示す図である。
【図３】図２のＶ型エンジンの冷却装置において、冷却水温が第２の切替温度以下の場合の冷却水の流れを示す図である。
【図４】図２のＶ型エンジンの冷却装置において、冷却水温が第２の切替温度よりも高く第１の切替温度以下の場合の冷却水の流れを示す図である。
【図５】図２のＶ型エンジンの冷却装置において、冷却水温が第１の切替温度よりも高い場合の冷却水の流れを示す図である。
【図６】他の実施形態に係るＶ型エンジンの冷却装置の冷却水循環回路を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
以下では、自動車等の車両に搭載されるＶ型エンジンを、冷却水の循環によって冷却するＶ型エンジンの冷却装置に本発明を適用した例について説明する。また、Ｖ型エンジンのシリンダブロック側の冷却水流路と、シリンダヘッド側の冷却水流路とが互いに独立した２系統冷却方式の冷却装置に本発明を適用した例について説明する。
【００２３】
図１に示すように、この例のＶ型エンジンの冷却装置は、車両１の前部に配置されている。Ｖ型エンジンの冷却装置は、Ｖ型エンジン１０、ウォーターポンプ３０、ラジエータ４０（図２参照）、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）クーラ５０、ヒータコア６０、および、これら機器に冷却水（例えばＬＬＣ：Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）を循環する冷却水循環回路１００を備えている。
【００２４】
Ｖ型エンジン（以下、単に「エンジン」とも言う）１０は、図１に示すように、車両１の前部に設けられたエンジンルーム内に横置きに搭載されている。つまり、エンジン１０は、出力軸であるクランクシャフトが車幅方向と平行に延びるように配置されている。
【００２５】
エンジン１０は、シリンダブロック１１の上部にＶ型に突出した一対のバンク１２Ｆ，１２Ｒを有している。上述したように、エンジン１０は横置きに配置されるため、一対のバンク１２Ｆ，１２Ｒのうち、前方側に配置された一方のバンク（以下、「フロント側バンク」とも言う）１２Ｆは、斜め前方に傾いて設けられ、後方側に配置された他方のバンク（以下、「リヤ側バンク」とも言う）１２Ｒは、斜め後方に傾いて設けられている。各バンク１２Ｆ，１２Ｒは、シリンダブロック１１の上端部に取り付けられたシリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒを備えている。シリンダブロック１１には、複数（例えば、各バンク１２Ｆ，１２Ｒに３つずつ）のシリンダ１３Ｆ，１３Ｒ（図２参照）が設けられている。各バンク１２Ｆ，１２Ｒのシリンダ１３Ｆ，１３Ｒは、側面視で、所定の挟み角（例えば６０°）をもって配置されている。各シリンダ１３Ｆ，１３Ｒの内部には、図示はしないが、ピストンが往復移動可能に収容されており、各ピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに動力伝達可能に連結されている。
【００２６】
また、シリンダブロック１１の下側には、クランクケース１５が取り付けられている。さらに、クランクケース１５の下部には、エンジン１０の各部を潤滑・冷却するためのエンジンオイルを貯留するオイルパン（図示省略）が設けられている。
【００２７】
そして、シリンダブロック１１の内部には、冷却水流路としてのウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒが形成されている（図２参照）。ウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒは、各バンク１２Ｆ，１２Ｒごとに個別に設けられており、各バンク１２Ｆ，１２Ｒのシリンダ１３Ｆ，１３Ｒの周囲を囲うように設けられている。
【００２８】
また、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒの内部には、冷却水流路としてのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒが形成されている（図２参照）。ウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒは、各バンク１２Ｆ，１２Ｒのシリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒごとに個別に設けられている。
【００２９】
ウォーターポンプ３０は、冷却水循環回路１００内に水流を発生させるためのものであって、エンジン１０のクランクシャフトの回転を動力源として駆動される。ウォーターポンプ３０は、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒと、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒとにそれぞれ冷却水を供給する。ウォーターポンプ３０は、エンジン１０の側方に配置されており、図示はしないが、ウォーターポンプ３０の駆動軸に設けられたウォータポンププーリと、クランクシャフトに設けられたクランクプーリとの間に伝動ベルトが掛け渡されている。
【００３０】
ラジエータ４０は、例えばダウンフロータイプのものであり、アッパタンクとロアタンクとの間にラジエータコアを備えた構成とされている。ラジエータ４０のアッパタンクに流れ込んだ冷却水は、ロアタンクに向けてラジエータコアの内部を流下する際に、外気（走行風や冷却ファンの駆動による送風）との間で熱交換を行う。そして、外気に放熱することで冷却水が冷却されるようになっている。ラジエータ４０は、車両１のエンジンルーム内の前部に配置されている。
【００３１】
ＥＧＲクーラ５０は、冷却水とＥＧＲガスとの間で熱交換を行わせることでＥＧＲガスを冷却するための熱交換デバイスである。ＥＧＲクーラ５０は、エンジン１０の排気通路を流れる排気ガスの一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ通路に配設されている。ＥＧＲクーラ５０によってＥＧＲガスを冷却することにより、その密度を低くして、ＥＧＲガスを還流させることによる燃焼温度の低下を促進するようにしている。この実施形態では、ＥＧＲクーラ５０は、図１に示すように、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆの前方側に配置されている。
【００３２】
ヒータコア６０は、冷却水と空調風との間で熱交換を行わせることで車室内を暖房するための熱交換デバイスである。ヒータコア６０は、図示しないエアコンディショナの送風ダクトに臨んで配置されている。つまり、車室内の暖房時には、送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア６０に通過させて温風として車室内に供給する一方、それ以外のとき（例えば冷房時）には、ヒータコア６０をバイパスさせて空調風を車室内に送るようにしている。この実施形態では、ヒータコア６０は、図１に示すように、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒの後方側に配置されている。
【００３３】
次に、Ｖ型エンジンの冷却装置に備えられる冷却水循環回路１００について説明する。
【００３４】
図２に示すように、冷却水循環回路１００には、冷却水を循環させる循環経路として、ラジエータ回路（第１循環経路）１０１と、バイパス回路（第２循環経路）１０２と、ＥＧＲクーラ回路（第３循環経路）１０３と、ヒータ回路（第４循環経路）１０４とが設けられている。そして、１台のウォーターポンプ３０が、ラジエータ回路１０１、バイパス回路１０２、ＥＧＲクーラ回路１０３、およびヒータ回路１０４の冷却水循環に用いられている。
【００３５】
ラジエータ回路１０１は、エンジン１０のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒ，１８Ｆ，１８Ｒ、ラジエータ４０、ウォーターポンプ３０を経由して、冷却水を循環させる循環経路となっている。バイパス回路１０２は、エンジン１０のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒ，１８Ｆ，１８Ｒ、バイパス流路１２０、ウォーターポンプ３０を経由して、冷却水を循環させる循環経路となっている。ＥＧＲクーラ回路１０３は、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆのウォータージャケット１８Ｆ、ＥＧＲクーラ５０、ウォーターポンプ３０を経由して、冷却水を循環させる循環経路となっている。ヒータ回路１０４は、冷却水を、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｒ、ヒータコア６０、ウォーターポンプ３０を経由して、冷却水を循環させる循環経路となっている。各回路１０１〜１０４における冷却水の循環については後述する。
【００３６】
この実施形態では、エンジン１０のシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒと、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒとに冷却水が並列に循環される２系統冷却方式が採用されている。つまり、シリンダブロック１１側の冷却状態と、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒ側の冷却状態とが独立して制御可能となっている。これに加え、この実施形態では、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒに冷却水が並列に循環されるようになっている。さらに、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒに冷却水が並列に循環されるようになっている。
【００３７】
具体的には、ウォーターポンプ３０の吐出口側に連通する吐出流路１１１は、エンジン１０のシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒ側に連通するブロック側流路１１２と、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒ側に連通するヘッド側流路１１３とに分岐されている。ブロック側流路１１２の途中には、第１サーモスタット７０が配置されている。
【００３８】
シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒの冷却水流入口１７ａ，１７ｃは、入口側連通路２１を介して互いに連通されている。入口側連通路２１は、ブロック側流路１１２に連通する冷却水入口２１ａから流入された冷却水が、この入口側連通路２１によって２つに分けられて流出されるような構成となっている。そして、入口側連通路２１によって分流された冷却水が、ウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒにそれぞれ流入されるようになっている。
【００３９】
また、ウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒの冷却水流出口１７ｂ，１７ｄは、出口側連通路２２を介して互いに連通されている。出口側連通路２２は、ウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒからそれぞれ流入された冷却水が、この出口側連通路２２によって１つに合流して流出されるような構成となっている。そして、出口側連通路２２によって合流された冷却水が、冷却水出口２２ａから流出流路１１４に流出されるようになっている。
【００４０】
一方、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒの冷却水流入口１８ａ，１８ｃは、入口側連通路２３を介して互いに連通されている。入口側連通路２３は、ヘッド側流路１１３に連通する冷却水入口２３ａから流入された冷却水が、この入口側連通路２３によって２つに分けられて流出されるような構成となっている。そして、入口側連通路２３によって分流された冷却水が、ウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒにそれぞれ流入されるようになっている。
【００４１】
また、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒの冷却水流出口１８ｂ，１８ｄは、出口側連通路２４を介して互いに連通されている。出口側連通路２４は、ウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒからそれぞれ流入された冷却水が、この出口側連通路２４によって１つに合流して流出されるような構成となっている。そして、出口側連通路２４によって合流された冷却水が、冷却水出口２４ａから流出流路１１５に流出されるようになっている。なお、上記流出流路１１４，１１５は、ラジエータ４０の入口４１の上流側で合流されているが、その合流部において、ラジエータ４０の入口４１側に連通する流路１１８と、ラジエータ４０をバイパスするバイパス流路１２０とが分岐されている。
【００４２】
入口側連通路２１，２３、出口側連通路２２，２４は、エンジン１０の前後のバンク１２Ｆ，１２Ｒに跨って設けられている。入口側連通路２１，２３は、エンジン１０の左右方向のうち一方側（図２では右側）に設けられており、ウォーターポンプ３０の近傍に配置されている。出口側連通路２２，２４は、エンジン１０の左右方向の他方側（図２では左側）に設けられている。なお、入口側連通路２１，２３、出口側連通路２２，２４は、エンジン１０の内部に設けた通路によって形成してもよいし、あるいは、エンジン１０の外部に設けた配管によって形成してもよい。
【００４３】
また、フロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆのウォータージャケット１８Ｆは、シリンダヘッド１４Ｆに形成された冷却水取出口２５を介してＥＧＲクーラ流路１１６に連通されている。ＥＧＲクーラ流路１１６は、冷却水取出口２５からウォーターポンプ３０の吸込口側に至る流路となっている。ＥＧＲクーラ流路１１６の途中には、ＥＧＲクーラ５０が配置されている。
【００４４】
さらに、リヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｒは、リヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１に形成された冷却水取出口２６を介してヒータ流路１１７に連通されている。ヒータ流路１１７は、冷却水取出口２６からウォーターポンプ３０の吸込口側に至る流路となっている。ヒータ流路１１７の途中には、ヒータバルブ６１およびヒータコア６０が配置されている。
【００４５】
ヒータバルブ６１は、その開度を調整することにより、ヒータコア６０に供給される冷却水の流量を制御する流量制御弁である。ヒータバルブ６１の開度は、図示しないＥＣＵによって制御される。具体的には、乗員によって空調用スイッチが操作されることにより、車室内のヒータ要求（暖房要求）が生じた場合には、ヒータバルブ６１が開放する状態に切り替えられる。これにより、ヒータコア６０に冷却水が供給されて、車室内の暖房が行われる。ヒータバルブ６１の開度は、ヒータ要求に基づくヒータコア６０の要求流量に応じて調整される。一方、ヒータ要求がない場合には、ヒータバルブ６１が閉鎖する状態に切り替えられ、ヒータコア６０に冷却水は供給されない。
【００４６】
冷却水循環回路１００には、冷却水の循環経路を切り替えるための第１、第２サーモスタット７０，８０が配設されている。
【００４７】
第１サーモスタット７０は、シリンダブロック１１の入口側連通路２１と、ウォーターポンプ３０の吐出口との間に設けられている。ここでは、第１サーモスタット７０は、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒに冷却水を供給するブロック側流路１１２に設けられている。
【００４８】
第１サーモスタット７０は、冷却水の温度に応じて開閉するワックス型のサーモスタットとして構成されている。具体的には、第１サーモスタット７０は、感熱部のサーモワックス（例えばパラフィンワックスなど）の膨張・収縮によって弁（弁体）が作動するように構成されている。第１サーモスタット７０には、第１ポート７１、第２ポート７２、および第３ポート７３が設けられている。
【００４９】
第１ポート７１は、ブロック側流路１１２のうち第１サーモスタット７０よりも上流側の上流側流路１１２ａに連通されている。第２ポート７２は、ブロック側流路１１２のうち第１サーモスタット７０よりも下流側の下流側流路１１２ｂに連通されている。第３ポート７３は、バイパス流路１１２ｃに連通されている。バイパス流路１１２ｃには、絞り９０が設けられており、バイパス流路１１２ｃの流路断面積は、上記下流側流路１１２ｂの流路断面積よりも小さくなっている。バイパス流路１１２ｃの下流端は、上記下流側流路１１２ｂに接続されている。バイパス流路１１２ｃを流通する冷却水の流量は、絞り９０によって制限され、その流量は、ヒータコア６０の要求流量を確保できるような最小限の流量に設定されており、エンジン１０の暖機性能に悪影響を与えないような流量に設定されている。
【００５０】
第１サーモスタット７０において、第１ポート７１と第２ポート７２と、および、第１ポート７１と第３ポート７３とが、弁の作動によって連通または遮断される。この場合、第１ポート７１と第２ポート７２とが連通されると、第１ポート７１と第３ポート７３とが遮断され、逆に、第１ポート７１と第３ポート７３とが連通されると、第１ポート７１と第２ポート７２とが遮断されるようになっている。
【００５１】
第１サーモスタット７０は、ウォーターポンプ３０からシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒへの冷却水の供給を、絞り９０を経由させて行う状態（図３、図４の状態）と、絞り９０を経由させずに行う状態（図５の状態）とに切り替えられる。
【００５２】
詳細には、冷却水の温度が比較的低温の冷間時、具体的には、冷却水の温度が第１の切替温度Ｔｈ１以下である場合には、サーモワックスが収縮して、第１ポート７１と第３ポート７３とが連通する状態に切り替えられる（図３、図４の状態）。この状態では、ウォーターポンプ３０により吐出された冷却水が、上流側流路１１２ａからバイパス流路１１２ｃへ流入される。これにより、ウォーターポンプ３０により吐出された冷却水が、絞り９０によって流量を制限されて、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒに供給される。なお、第１の切替温度Ｔｈ１は、エンジン１０の暖機が完了する温度に設定されている。
【００５３】
一方、冷却水の温度が上昇し、上記第１の切替温度Ｔｈ１よりも高くなると、サーモワックスが膨張して、第１ポート７１と第２ポート７２とが連通する状態に切り替えられる（図５の状態）。この状態では、ウォーターポンプ３０により吐出された冷却水が、上流側流路１１２ａから下流側流路１１２ｂへ流入される。これにより、ウォーターポンプ３０により吐出された冷却水が、絞り９０による流量制限を受けずにシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒに供給される。
【００５４】
第２サーモスタット８０は、ラジエータ４０の出口４２と、ウォーターポンプ３０の吸込口との間に設けられている。ここでは、第２サーモスタット８０は、ラジエータ４０の出口４２側の流路１１９と、バイパス流路１２０とが合流する合流部に設けられている。バイパス流路１２０は、ラジエータ４０を経由させずに冷却水を循環するために設けられており、ラジエータ４０と並列に配置されている。具体的には、バイパス流路１２０は、上記流出流路１１４，１１５の合流部から、第２サーモスタット８０に至る流路となっている。
【００５５】
第２サーモスタット８０は、冷却水の温度に応じて開閉するワックス型のサーモスタットとして構成されている。具体的には、第２サーモスタット８０は、感熱部のサーモワックス（例えばパラフィンワックスなど）の膨張・収縮によって弁（弁体）が作動するように構成されている。第２サーモスタット８０には、第１ポート８１、第２ポート８２、および第３ポート８３が設けられている。
【００５６】
第１ポート８１は、上記流路１１９に連通されている。第２ポート８２は、上記バイパス流路１２０に連通されている。第３ポート８３は、ウォーターポンプ３０の吸込口側に連通する流路１２１に連通されている。
【００５７】
第２サーモスタット８０において、第１ポート８１と第３ポート８３、および、第２ポート８２と第３ポート８３とが、弁の作動によって連通または遮断される。この場合、第１ポート８１と第３ポート８３とが連通されると、第２ポート８２と第３ポート８３とが遮断され、逆に、第２ポート８２と第３ポート８３とが連通されると、第１ポート８１と第３ポート８３とが遮断されるようになっている。
【００５８】
第２サーモスタット８０は、ラジエータ４０を経由させてバイパス回路１０２で冷却水を循環させる状態（図３の状態）と、ラジエータ４０を経由させずにラジエータ回路１０１で冷却水を循環させる状態（図４、図５の状態）とに切り替えられる。
【００５９】
詳細には、冷却水の温度が低温の場合、具体的には、冷却水の温度が第２の切替温度Ｔｈ２以下である場合には、サーモワックスが収縮して、第２ポート８２と第３ポート８３とが連通する状態に切り替えられる（図３の状態）。この状態では、冷却水が、上記バイパス流路１２０を経由して、ウォーターポンプ３０側へ戻される。このように、バイパス回路１０２で冷却水を循環させて、ラジエータ４０に冷却水を流通させないことで、エンジン１０の暖機促進を図るようにしている。なお、第２の切替温度Ｔｈ２は、上記第１の切替温度Ｔｈ１よりも低い温度に設定されている（Ｔｈ２＜Ｔｈ１）。
【００６０】
一方、冷却水の温度が上昇し、上記第２の切替温度Ｔｈ２よりも高くなると、サーモワックスが膨張して、第１ポート８１と第３ポート８３とが連通する状態に切り替えられる（図４、図５の状態）。この状態では、冷却水が、ラジエータ４０を経由して、ウォーターポンプ３０側へ戻される。このように、ラジエータ回路１０１で冷却水を循環させて、ラジエータ４０に冷却水を流通させることで、冷却水が回収した熱をラジエータ４０から大気に放出するようにしている。
【００６１】
次に、上記構成の冷却水循環回路１００を備えるＶ型エンジンの冷却装置の動作について、図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５では、太い実線で冷却水が循環する流路を示し、破線で冷却水が循環しない流路を示している。なお、図３〜図５では、ヒータ要求があり、ヒータバルブ６１が開放されている状態を示しているが、ヒータ要求がない場合には、ヒータバルブ６１が閉鎖された状態に切り替えられる。
【００６２】
この実施形態では、冷却水の温度（冷却水温）Ｔｈｗに応じて第１サーモスタット７０および第２サーモスタット８０の作動状態が切り替えられることによって、冷却水循環が行われる循環経路が、以下のように変更されるようになっている。
【００６３】
まず、図３に示すように、冷却水温Ｔｈｗが上記第２の切替温度Ｔｈ２以下である場合には（Ｔｈｗ≦Ｔｈ２）、第１サーモスタット７０が、第１ポート７１と第３ポート７３とが連通する状態に切り替えられ、第２サーモスタット８０が、第２ポート８２と第３ポート８３とが連通する状態に切り替えられる。これにより、バイパス回路１０２、ＥＧＲクーラ回路１０３、およびヒータ回路１０４を冷却水が循環される。
【００６４】
具体的に、バイパス回路１０２では、エンジン１０のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒ，１８Ｆ，１８Ｒ→バイパス流路１２０→第２サーモスタット８０→ウォーターポンプ３０の順に冷却水が循環される。ＥＧＲクーラ回路１０３では、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆのウォータージャケット１８Ｆ→ＥＧＲクーラ５０→ウォーターポンプ３０の順に冷却水が循環される。ヒータ回路１０４では、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｒ→ヒータバルブ６１→ヒータコア６０→ウォーターポンプ３０の順に冷却水が循環される。なお、ヒータ要求が終了した場合には、ヒータ回路１０４での冷却水の循環は停止される。
【００６５】
この状態では、ラジエータ回路１０１での冷却水の循環が停止されるので、エンジン１０の暖機が促進される。また、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒを循環する冷却水の流量は、絞り９０によって制限されるので、シリンダブロック１１の冷却が抑制され、その暖機が妨げられないようになっている。一方、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒには、流量を制限されずに冷却水が循環される。
【００６６】
次に、図４に示すように、冷却水温Ｔｈｗが上記第２の切替温度Ｔｈ２よりも高く、上記第１の切替温度Ｔｈ１以下である場合には（Ｔｈ２＜Ｔｈｗ≦Ｔｈ１）、第１サーモスタット７０が、第１ポート７１と第３ポート７３とが連通する状態に切り替えられ、第２サーモスタット８０が、第１ポート８１と第３ポート８３とが連通する状態に切り替えられる。これにより、ラジエータ回路１０１、ＥＧＲクーラ回路１０３、およびヒータ回路１０４を冷却水が循環される。
【００６７】
具体的に、ラジエータ回路１０１では、エンジン１０のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒ，１８Ｆ，１８Ｒ→ラジエータ４０→第２サーモスタット８０→ウォーターポンプ３０の順に冷却水が循環される。ＥＧＲクーラ回路１０３およびヒータ回路１０４における冷却水の流れは、上述した図３の場合とほぼ同様となっている。
【００６８】
この状態では、ラジエータ回路１０１を循環する冷却水によって、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒの冷却が行われる。この場合、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒには、流量を制限されずに冷却水が循環される。一方、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒを循環する冷却水の流量は、絞り９０によって制限されるので、シリンダブロック１１の過度の冷却が抑制され、その暖機が妨げられないようになっている。
【００６９】
次に、図５に示すように、冷却水温Ｔｈｗが上記第１の切替温度Ｔｈ１よりも高い場合には（Ｔｈｗ＞Ｔｈ１）、第１サーモスタット７０が、第２ポート７２と第３ポート７３とが連通する状態に切り替えられ、第２サーモスタット８０が、第１ポート８１と第３ポート８３とが連通する状態に切り替えられる。これにより、ラジエータ回路１０１、ＥＧＲクーラ回路１０３、およびヒータ回路１０４を冷却水が循環される。ラジエータ回路１０１、ＥＧＲクーラ回路１０３、およびヒータ回路１０４における冷却水の流れは、上述した図４の場合とほぼ同様となっている。
【００７０】
この状態では、ラジエータ回路１０１を循環する冷却水によって、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒが冷却される。この場合、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒには、流量を制限されずに冷却水が循環される。また、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒにも、冷却水が絞り９０を経由しないため、流量を制限されずに冷却水が循環され、必要な流量の冷却水が確実に供給されるようになっている。
【００７１】
ここで、冷却水温Ｔｈｗが第１の切替温度Ｔｈ１以下となるエンジン１０の暖機中にも、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ、１８Ｒには、積極的に冷却水が循環されるため、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒは、シリンダブロック１１に比べ低温の状態になる。しかも、車両の前進走行時、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆは、走行風の正面に位置するので、走行風が当たって冷却されやすくなっている。したがって、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆは、エンジン１０において最も低温の状態になりやすい。
【００７２】
この実施形態では、ＥＧＲクーラ５０が、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆの近傍に配置され、シリンダヘッド１４Ｆのウォータージャケット１８Ｆから取り出された冷却水が、ＥＧＲクーラ５０に供給されている。これにより、ＥＧＲクーラ５０を効率的に作動させて、ＥＧＲクーラ５０の冷却性能を十分に発揮させることができ、ＥＧＲクーラ５０によるＥＧＲガスの冷却効率を高めることができる。
【００７３】
一方、冷却水温Ｔｈｗが第１の切替温度Ｔｈ１以下となるエンジン１０の暖機中、エンジン１０のシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒに循環される冷却水の流量が絞り９０によって制限されるので、シリンダブロック１１は、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒに比べ高温の状態になる。しかも、車両の前進走行時、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒは、走行風が当たりにくく熱がこもりやすくなっている。したがって、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１は、エンジン１０において最も高温の状態になりやすい。
【００７４】
この実施形態では、ヒータコア６０が、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１の近傍に配置されており、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｒから取り出された冷却水が、ヒータコア６０に供給されている。これにより、ヒータコア６０を効率的に作動させて、ヒータコア６０の加熱性能を十分に発揮させることができ、ヒータコア６０による車室内の暖房効率を高めることができる。
【００７５】
したがって、この実施形態によれば、車両１の前部に横置きに搭載されたエンジン１０内で生じる温度差が大きくなることを利用して、冷却水循環回路１００に設置されるＥＧＲクーラ５０や、ヒータコア６０などの熱交換デバイスへの冷却水の供給を行うことで、熱交換デバイスを効率的に作動させることができる。しかも、ＥＧＲクーラ５０が、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆの前方側に配置され、ヒータコア６０が、リヤ側バンク１２Ｒの後方側に配置されているので、エンジン１０からＥＧＲクーラ５０までの冷却水の配管の長さ、および、エンジン１０からヒータコア６０までの冷却水の配管の長さを短縮することができる。
【００７６】
−他の実施形態−
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。
【００７７】
上述した冷却水循環回路１００は、一例であって、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒと、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒと互いに独立して設けられ、エンジン１０の暖機中、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒに循環される冷却水の流量が制限されるものであれば、さまざまに変更することが可能である。例えば、エンジン１０の暖機中、シリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｆ，１７Ｒには冷却水を流通させないようにし、シリンダヘッド１４Ｆ，１４Ｒのウォータージャケット１８Ｆ，１８Ｒのみに冷却水を流通させることで、エンジン１０の暖機促進を図るようにしてもよい。
【００７８】
また、熱交換デバイスとして挙げたＥＧＲクーラ５０およびヒータコア６０は、一例であって、冷却水循環回路１００を流通する冷却水との間で熱交換を行わせることによって、冷却対象の冷却あるいは加熱対象の加熱を行うものであれば、熱交換デバイスとしてさまざまなものを冷却水循環回路１００に設けることが可能である。なお、熱交換デバイスとしては、ＥＧＲクーラ５０のように、主に冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイス（言い換えれば、冷却水によって冷却対象を冷却するタイプの熱交換デバイス）と、ヒータコア６０のように、主に冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイス（言い換えれば、冷却水によって加熱対象を加熱するタイプの熱交換デバイス）とがある。
【００７９】
そして、冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスは、エンジン１０のフロント側バンク１２Ｆの前方側に配置することが望ましく、また、この熱交換デバイスに対し、フロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆのウォータージャケット１８Ｆから取り出した冷却水を供給することが望ましい。一方、冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスは、エンジン１０のリヤ側バンク１２Ｒの後方側に配置することが望ましく、また、この熱交換デバイスに対し、リヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｒから取り出した冷却水を供給することが望ましい。
【００８０】
ＥＧＲクーラ５０、ヒータコア６０以外の熱交換デバイスとして、例えば、図６に示すように、エンジン１０の各部を潤滑・冷却するエンジンオイルを冷却するためのオイルクーラ９１、ターボチャージャで圧縮された吸気を冷却するためのインタークーラ９２、エンジン１０の吸気通路に設けられ、スロットルバルブを内蔵するスロットルボディ９３などがある。このうち、オイルクーラ９１およびインタークーラ９２は、冷却水に放熱するタイプの熱交換デバイスであり、フロント側バンク１２Ｆのシリンダヘッド１４Ｆのウォータージャケット１８Ｆから取り出した冷却水が、オイルクーラ９１およびインタークーラ９２に供給されるようになっている。図６の例では、オイルクーラ９１およびインタークーラ９２は、それぞれＥＧＲクーラ５０と並列に配置されている。そして、オイルクーラ９１から流出した冷却水、および、インタークーラ９２から流出した冷却水が、それぞれラジエータ４０の出口４２と第２サーモスタット８０との間の流路１１９に流通されるようになっている。
【００８１】
一方、スロットルボディ９３は、冷却水から吸熱するタイプの熱交換デバイスであり、リヤ側バンク１２Ｒのシリンダブロック１１のウォータージャケット１７Ｒから取り出した冷却水が、スロットルボディ９３に供給されるようになっている。図６の例では、スロットルボディ９３は、ヒータコア６０およびヒータバルブ６１と並列に配置されている。そして、スロットルボディ９３から流出した冷却水が、ウォーターポンプ３０の吸込口側に戻されるようになっている。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、自動車等の車両の前部に横置きに搭載されたＶ型エンジンの冷却装置であって、シリンダブロック側の冷却水流路と、シリンダヘッド側の冷却水流路とが互いに独立して設けられた２系統冷却方式の冷却装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１    車両
１０    Ｖ型エンジン
１１    シリンダブロック
１２Ｆ    フロント側バンク（前側バンク）
１２Ｒ    リヤ側バンク（後側バンク）
１４Ｆ，１４Ｒ    シリンダヘッド
１７Ｆ，１７Ｒ    ウォータージャケット（冷却水流路）
１８Ｆ，１８Ｒ    ウォータージャケット（冷却水流路）
３０    ウォーターポンプ
４０    ラジエータ
５０    ＥＧＲクーラ（熱交換デバイス）
６０    ヒータコア（熱交換デバイス）
１００    冷却水循環回路
【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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【図６】
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