(57)【要約】【課題】構成が比較的単純で、燃焼室の壁面温度を応答性良く制御でき、それにより、圧縮自着火による燃焼を安定した状態で行うことができる圧縮自着火式内燃機関の冷却装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の燃焼室４を形成するシリンダブロック２およびシリンダヘッド３に冷却水を供給する冷却水通路９と、冷却水を冷却水通路９内に循環させるウオーターポンプ１０と、冷却水を冷却するためのラジエータ１１と、を備え、冷却水通路９は、ウオーターポンプ１０の上流側に連結され、ラジエータ１１が設けられたラジエータ通路１２と、ラジエータ１１をバイパスするバイパス通路１３と、を有し、ラジエータ通路１２およびバイパス通路１３をそれぞれ開閉する開閉弁１４、１５と、開閉弁１４、１５の動作を制御する制御手段８と、冷却水を貯留する貯留タンク１６と、をさらに備えている。【選択図】  図１
2004232501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮行程前に供給された混合気を圧縮行程時に燃焼室内で圧縮自着火可能な圧縮自着火式内燃機関の冷却装置であって、
前記内燃機関の前記燃焼室を形成するシリンダブロックおよびシリンダヘッドの少なくとも一方に冷却水を供給する冷却水通路と、
冷却水を前記冷却水通路内に循環させるウオーターポンプと、
冷却水を冷却するためのラジエータと、を備え、
前記冷却水通路は、
前記ウオーターポンプの上流側に連結され、前記ラジエータが設けられたラジエータ通路と、
前記ラジエータをバイパスし、前記ウオーターポンプの上流側に連結されたバイパス通路と、を有し、
前記ラジエータ通路および前記バイパス通路をそれぞれ開閉する開閉弁と、
当該開閉弁の動作を制御する制御手段と、
前記バイパス通路に設けられ、冷却水を貯留する貯留タンクと、
をさらに備えていることを特徴とする圧縮自着火式内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、圧縮自着火により混合気を燃焼させる圧縮自着火燃焼モードと、点火着火により混合気を燃焼させる点火着火燃焼モードとに燃焼モードを切り換え可能に構成され、
前記制御手段は、前記燃焼モードが前記圧縮自着火燃焼モードのときには、前記ラジエータ通路の前記開閉弁を閉じ、前記バイパス通路の前記開閉弁を開くとともに、前記燃焼モードが前記点火着火燃焼モードのときには、前記ラジエータ通路の前記開閉弁を開き、前記バイパス通路の前記開閉弁を閉じることを特徴とする請求項１に記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
圧縮行程前に供給された混合気を圧縮行程時に燃焼室内で圧縮自着火可能な圧縮自着火式内燃機関の冷却装置であって、
前記内燃機関の前記燃焼室を形成するシリンダブロックおよびシリンダヘッドにそれぞれ冷却水を供給するための第１および第２の冷却水通路と、
冷却水を前記第１および第２の冷却水通路内に循環させる第１および第２のウオーターポンプと、
冷却水を冷却するための第１および第２のラジエータと、を備え、
前記第１および第２の冷却水通路は、
前記第１および第２のウオーターポンプの上流側に連結され、前記第１および第２のラジエータがそれぞれ設けられた第１および第２のラジエータ通路と、
前記第１および第２のラジエータをそれぞれバイパスし、前記第１および第２のウオーターポンプの上流側に連結された第１および第２のバイパス通路と、をそれぞれ有し、
前記第１および第２のラジエータ通路および前記第１および第２のバイパス通路をそれぞれ開閉する開閉弁と、
当該開閉弁の動作を制御する制御手段と、
前記第１および第２のバイパス通路に共通に設けられ、冷却水を貯留する貯留タンクと、
をさらに備えていることを特徴とする圧縮自着火式内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１のラジエータ通路の前記開閉弁を開き、前記第１のバイパス通路の前記開閉弁を閉じるとともに、前記第２のラジエータ通路の前記開閉弁を閉じ、前記第２のバイパス通路の前記開閉弁を開くことを特徴とする請求項３に記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置。
【請求項５】
前記貯留タンクは、保温機能を有する保温タンクで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置。
【請求項６】
前記貯留タンクは、冷却水を加熱する加熱機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供給された混合気を燃焼室内で圧縮自着火可能な内燃機関を冷却する圧縮自着火式内燃機関の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この冷却装置は、シリンダブロックおよびシリンダヘッドの内部に設けられた水ジャケットに冷却水を供給するための冷却水通路と、冷却水通路に上流側から順に設けられたラジエータおよび水ポンプを備え、水ポンプの下流側には、冷却水の流量を調整するための流量調整弁が設けられている。また、冷却水通路には、ラジエータをバイパスするバイパス通路が設けられ、このバイパス通路とラジエータ側との分岐部にはサーモスタットが取り付けられている。この冷却装置では、暖機後、冷却水が所定の高温状態（７０〜８０℃）になった場合には、サーモスタットによって冷却水の通路がラジエータ側に切り換えられ、水ポンプにより冷却水が水ジャケットに供給されることによって、シリンダブロックおよびシリンダヘッドが冷却されるとともに、冷却水中の熱は、ラジエータで大気中に放出される。また、内燃機関の暖機中のように、冷却水が低温の場合には、サーモスタットがバイパス通路側を開放し、ラジエータでの放熱を阻止することによってシリンダブロックなどの暖機が促進される。
【０００３】
また、圧縮後の混合気の温度を調整するために、内燃機関の負荷が増大した場合には、流量調整弁により冷却水の流量を増加側に制御して、シリンダブロックなどの燃焼室の壁面温度を低温側へ変化させ、圧縮後の混合気の温度を低下させるとともに、負荷が減少した場合には、冷却水の流量を減少側に制御して、燃焼室の壁面温度を高温側へ変化させ、圧縮後の混合気の温度を上昇させる。また、ラジエータに設けられたファンの回転数を制御することにより、冷却水の放熱量を変化させることで燃焼室の壁面温度を変化させる。以上により、圧縮自着火タイミングを適切に制御するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７３７７４号公報（図１、第５−７頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、この従来の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置では、圧縮自着火タイミングを制御するための燃焼室の壁面温度の調整を、冷却水の流量やラジエータのファンの回転数を制御することによって行っている。しかし、この冷却装置では、冷却水の温度が高温状態のときには、サーモスタットによって冷却水通路がラジエータ側に自動的に切り換えられるため、燃焼室の壁面温度を上昇させようとする場合でも、冷却水がラジエータ側に流れ、冷却されてしまう。これにより、ラジエータで冷却された冷却水がシリンダブロックなどに供給されるため、燃焼室の壁面温度を上昇させるのに時間がかかってしまい、圧縮自着火タイミングを速やかに早めることができない。さらに、低負荷状態では、燃焼温度が低いことで、圧縮自着火による燃焼が不安定になりがちである。このため、これを安定化させるために、燃焼室の壁面温度を上昇させようとしても、前述した理由から燃焼室の壁面温度を速やかに上昇させることができず、その結果、圧縮自着火を安定して行うことができない。また、この冷却装置では、燃焼室の壁面温度を調整するために、比較的高価な流量調整弁が必要である。さらに、この流量調整弁が水ポンプの下流側に設けられていて、これに流入する冷却水の水圧が高いため、流量調整弁の動作が鈍くなりがちで、これを解消するためには、より高性能で高価な流量調整弁が必要になってしまう。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、構成が比較的単純で、燃焼室の壁面温度を応答性良く制御でき、それにより、圧縮自着火による燃焼を安定した状態で行うことができる圧縮自着火式内燃機関の冷却装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、圧縮行程前に供給された混合気を圧縮行程時に燃焼室内で圧縮自着火可能な圧縮自着火式内燃機関の冷却装置であって、内燃機関の燃焼室を形成するシリンダブロックおよびシリンダヘッドの少なくとも一方に冷却水を供給する冷却水通路と、冷却水を冷却水通路内に循環させるウオーターポンプと、冷却水を冷却するためのラジエータと、を備え、冷却水通路は、ウオーターポンプの上流側に連結され、ラジエータが設けられたラジエータ通路と、ラジエータをバイパスし、ウオーターポンプの上流側に連結されたバイパス通路と、を有し、ラジエータ通路およびバイパス通路をそれぞれ開閉する開閉弁と、開閉弁の動作を制御する制御手段と、バイパス通路に設けられ、冷却水を貯留する貯留タンクと、をさらに備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、制御手段によって、ラジエータ通路の開閉弁を開き、バイパス通路の開閉弁を閉じた場合には、ラジエータで冷却された冷却水がシリンダブロックなどに供給されることによって、燃焼室の壁面温度を速やかに低下させる。一方、ラジエータ通路の開閉弁を閉じ、バイパス通路の開閉弁を開いた場合には、ラジエータへの冷却水の流入が阻止され、冷却水がバイパス通路を介してシリンダブロックなどに供給さる。このバイパス通路には、貯留タンクが設けられていて、この貯留タンクにラジエータを通らない比較的高温の冷却水を多量に貯留しておくことができるので、この貯留タンク内の比較的高温の冷却水をシリンダブロックなどに供給することによって、燃焼室の壁面温度を速やかに上昇させることができる。以上のように、本発明によれば、ラジエータ通路およびバイパス通路の開閉弁の開閉によって燃焼室の壁面温度の低下だけでなく、燃焼室の壁面温度の上昇をも速やかに行うことができる。したがって、燃焼室の壁面温度の速やかな上昇によって、圧縮自着火による燃焼を安定した状態で行うことができる。また、例えば、燃焼室の壁面温度を上昇側および低下側に応答性良く制御することによって、圧縮自着火のタイミングを適切に制御できる。また、本発明は既存の冷却装置に、開閉弁と貯留タンクを付加するだけでよく、比較的単純に構成することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置において、内燃機関は、圧縮自着火により混合気を燃焼させる圧縮自着火燃焼モードと、点火着火により混合気を燃焼させる点火着火燃焼モードとに燃焼モードを切り換え可能に構成され、制御手段は、燃焼モードが圧縮自着火燃焼モードのときには、ラジエータ通路の開閉弁を閉じ、バイパス通路の開閉弁を開くとともに、燃焼モードが点火着火燃焼モードのときには、ラジエータ通路の開閉弁を開き、バイパス通路の開閉弁を閉じることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、燃焼モードが圧縮自着火燃焼モードのときには、制御手段によってラジエータ通路の開閉弁を閉じ、バイパス通路の開閉弁を開くことによって、貯留タンクから高温の冷却水がシリンダブロックなどに供給される。したがって、圧縮自着火燃焼モードへの切換の際、燃焼室の壁面温度を速やかに上昇させることによって、圧縮後の混合気の温度を上昇させることができるので、圧縮自着火による燃焼を安定した状態で行うことができる。また、点火着火燃焼モードのときには、ラジエータ通路の開閉弁を開き、バイパス通路の開閉弁を閉じることによって、ラジエータで冷却された冷却水がシリンダブロックなどに供給され、燃焼室の壁面温度を速やかに低下させることによって、圧縮後の混合気の温度を低下させることができるので、ノッキングの発生を確実に抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る発明は、圧縮行程前に供給された混合気を圧縮行程時に燃焼室内で圧縮自着火可能な圧縮自着火式内燃機関の冷却装置であって、内燃機関の燃焼室を形成するシリンダブロックおよびシリンダヘッドにそれぞれ冷却水を供給するための第１および第２の冷却水通路と、冷却水を第１および第２の冷却水通路内に循環させる第１および第２のウオーターポンプと、冷却水を冷却するための第１および第２のラジエータと、を備え、第１および第２の冷却水通路は、第１および第２のウオーターポンプの上流側に連結され、第１および第２のラジエータがそれぞれ設けられた第１および第２のラジエータ通路と、第１および第２のラジエータをそれぞれバイパスし、第１および第２のウオーターポンプの上流側に連結された第１および第２のバイパス通路と、をそれぞれ有し、第１および第２のラジエータ通路および第１および第２のバイパス通路をそれぞれ開閉する開閉弁と、開閉弁の動作を制御する制御手段と、第１および第２のバイパス通路に共通に設けられ、冷却水を貯留する貯留タンクと、をさらに備えていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、シリンダブロック用の第１の冷却水通路とシリンダヘッド用の第の２冷却水通路の２系統の冷却水通路が設けられており、各冷却水通路に請求項１と同様の構成で、ラジエータ通路、バイパス通路、開閉弁や貯留タンクなどが設けられている。したがって、第１のラジエータ通路の開閉弁を開き、第１のバイパス通路の開閉弁を閉じることにより、ラジエータで冷却された冷却水がシリンダブロックに供給され、その温度を速やかに低下させる一方、第１のラジエータ通路の開閉弁を閉じ、第１のバイパス通路の開閉弁を開くことにより、貯留タンクから高温の冷却水がシリンダブロックに供給され、その温度を速やかに上昇させることができる。同様に、第２のラジエータ通路および第２のバイパス通路の開閉弁を開閉制御することによって、シリンダヘッドの温度を速やかに低下および上昇させることができる。このように、シリンダブロックおよびシリンダヘッドの温度の低下および上昇を互いに独立して制御することができる。したがって、前述した請求項１の作用をそのまま同様に得ることができるとともに、壁面温度の制御をよりきめ細かく行うことができる。また、貯留タンクが共用されるので、部品点数と設置スペースの制限を図れる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置において、制御手段は、第１のラジエータ通路の開閉弁を開き、第１のバイパス通路の開閉弁を閉じるとともに、第２のラジエータ通路の開閉弁を閉じ、第２のバイパス通路の開閉弁を開くことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、シリンダブロック側は冷却し、シリンダヘッド側のみ高温の冷却水を供給することによって、冷却性能を維持したまま、圧縮自着火による安定した燃焼を確保することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置において、貯留タンクは、保温機能を有する保温タンクで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、ラジエータを通らない比較的温度の高い多量の冷却水が、貯留タンクに貯留されるとともに、貯留タンクの保温機能によって比較的高い温度に保たれる。したがって、この貯留タンクから保温された高温の冷却水をシリンダブロックなどに供給することにより、燃焼室の壁面温度を速やかに上昇させることができ、それにより、圧縮自着火による燃焼をさらに安定した状態で行うことができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置において、貯留タンクは、冷却水を加熱する加熱機構を備えていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、貯留タンクに比較的低温の冷却水が貯留された場合や、貯留タンク内の冷却水の温度が低下した場合には、加熱機構により冷却水の温度を上昇させることができるので、燃焼室の壁面温度を速やかにかつ確実に上昇させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態による冷却装置を適用した圧縮自着火式内燃機関を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）１は、図示しない車両に搭載された、例えば４気筒４サイクルエンジンである。
【００２０】
同図に示すように、エンジン１は、各気筒にピストン（図示せず）を設けたシリンダブロック２と、その上面に取り付けられたシリンダヘッド３などで構成され、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３とピストンによって燃焼室４が形成されている。また、シリンダヘッド３には、燃焼室４に臨むように吸気弁５、排気弁６および点火プラグ７が取り付けられている。このエンジン１では、燃焼モードが、圧縮自着火燃焼モードと点火着火燃焼モードに切り換えて運転される。圧縮自着火燃焼モードでは、圧縮行程前に混合気を燃焼室４内に供給し、その後、吸気弁５が閉じた圧縮行程において、圧縮自着火による燃焼が行われる。一方、点火着火燃焼モードでは、圧縮行程前に混合気を燃焼室４に供給し、圧縮行程において、後述するＥＣＵ８からの駆動信号により、点火プラグ７に点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられ、次に遮断されることによって放電し、それにより、混合気の点火着火による燃焼が行われる。圧縮自着火燃焼モードは、エンジン１が低負荷運転状態のときに実行される一方、点火着火燃焼モードは、それ以外の運転状態のときに実行され、その切換はＥＣＵ８によって制御される。
【００２１】
さらに、エンジン１には、燃焼室４の壁面、すなわちシリンダブロック２およびシリンダヘッド３を冷却するとともに、壁面温度を制御するための冷却装置が設けられている。この冷却装置は、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３に冷却水を供給するための冷却水通路９と、この冷却水通路９に設けられ、冷却水通路９内に冷却水を循環させるウオーターポンプ１０と、冷却水を冷却するためのラジエータ１１などを備えている。冷却水通路９は、ウオーターポンプ１０の上流側に連結され、ラジエータ１１が設けられたラジエータ通路１２と、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の内部にそれぞれ形成されたジャケット通路２ａ、３ａなどから、環状に形成されている。また、冷却水通路９は、ラジエータ１１をバイパスするバイパス通路１３を有しており、このバイパス通路１３は、ラジエータ通路１２のラジエータ１１への入口付近から分岐し、ウオーターポンプ１０の上流側でラジエータ通路１２に合流する。また、ラジエータ通路１２およびバイパス通路１３には、これらを開閉する開閉弁１４、１５がそれぞれ設けられ、バイパス通路１３には、流入した冷却水を貯留するための貯留タンク１６が設けられている。
【００２２】
開閉弁１４、１５は、ラジエータ通路１２およびバイパス通路１３の下流部にそれぞれ設けられており、いずれも電磁弁で構成されている。ラジエータ通路１２の開閉弁１４は常開式、バイパス通路１３の開閉弁１５は常閉式のものであり、それらの励磁・非励磁による開閉は、ＥＣＵ８からの駆動信号によって制御される。
【００２３】
貯留タンク１６は、バイパス通路１３の開閉弁１５よりも上流側に配置されている。また、この貯留タンク１６は、保温機能を有する保温タンクで構成されている。具体的には、貯留タンク１６の側面を保温材で覆った二重構造を有しており、それにより、貯留した冷却水の温度を長時間にわたって保つことができるようになっている。
【００２４】
また、エンジン１のジャケット通路３ａには、水温センサ１７が取り付けられている。この水温センサ１７は、冷却水の温度（以下「冷却水温」という）ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ８に出力する。
【００２５】
さらに、冷却水通路９は、ヒータ１８を設けたヒータ用通路１９を有している。このヒータ用通路１９は、シリンダブロック２のジャケット通路２ａから分岐し、ラジエータ通路１２とバイパス通路１３との合流部よりも下流側で合流し、ウオーターポンプ１０に接続されている。また、ヒータ用通路１９には、ヒータ１８より上流側に開閉弁２０が設けられており、その開閉もまた、ＥＣＵ８からの駆動信号によって制御される。開閉弁２０は、常閉式の電磁弁で構成されている。
【００２６】
ＥＣＵ８は、本実施形態において、制御手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した水温センサ１７からの検出信号は、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。また、ＣＰＵには、アクセルペダルの開度や、エンジン回転数などを表す検出信号が入力される。
【００２７】
ＣＰＵは、これらの検出信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、ＲＯＭに記憶されたプログラムなどに従って、エンジン１の燃焼モードを圧縮自着火燃焼モードまたは点火着火燃焼モードのいずれにするかを決定する。また、その結果と水温センサ１７で検出された冷却水温ＴＷに基づいて、開閉弁１４、１５、２０の開放および閉鎖を決定し、その結果に基づく駆動信号をこれらの開閉弁１４、１５、２０に出力する。
【００２８】
上記構成の冷却装置は、ＥＣＵ８によって、例えば次のように制御される。まず、冷却水温ＴＷが所定温度（７０〜８０℃）よりも低いときには、エンジン１が暖機中であるとして、開閉弁１４、１５を閉じ、開閉弁２０を開く。これにより、ヒータ１８で暖められた温度の高い冷却水がジャケット通路２ａ、３ａに直接供給され、燃焼室４の壁面温度が速やかに上昇することにより、暖機が促進される。
【００２９】
次に、エンジン１の燃焼モードが点火着火燃焼モードで、冷却水温ＴＷが所定温度以上のときには、ラジエータ通路１２の開閉弁１４を開き、バイパス通路１３の開閉弁１５およびヒータ用通路１９の開閉弁２０を閉じる。これにより、冷却水がラジエータ通路１２に流入し、冷却水中の熱がラジエータ１１によって大気中に放出されることで、冷却水が冷却される。そして、この冷却された冷却水がジャケット通路２ａ、３ａなどに供給し、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３を冷却することによって、燃焼室４の壁面温度が速やかに低下させることができる。したがって、圧縮後の混合気の温度を低下させることができるので、ノッキングの発生を確実に抑制することができる。
【００３０】
一方、エンジン１の燃焼モードが圧縮自着火燃焼モードのときには、ラジエータ通路１２の開閉弁１４を閉じ、バイパス通路１３の開閉弁１５を開く。これにより、ラジエータ１１への冷却水の流入が阻止され、冷却水がバイパス通路１３を介してジャケット通路２ａ、３ａなどに供給される。このとき、バイパス通路１３の貯留タンク１６には、ラジエータ１１を通らない比較的高温の冷却水が多量に貯留されているので、この貯留タンク１６内の比較的高温の冷却水をジャケット通路２ａ、３ａなどに供給し、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３を冷却することによって、燃焼室４の壁面温度を速やかに上昇させることができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、ラジエータ通路１２およびバイパス通路１３の開閉弁１４、１５の開閉によって、燃焼室４の壁面温度の低下だけでなく、燃焼室４の壁面温度の上昇をも速やかに行うことができる。したがって、燃焼室４の壁面温度の速やかな上昇によって、圧縮自着火による燃焼を安定した状態で行うことができる。また、例えば、燃焼室４の壁面温度を上昇側および低下側に応答性良く制御することによって、圧縮自着火のタイミングを適切に制御できる。また、既存の冷却装置に、開閉弁１４、１５と貯留タンク１６を付加するだけでよく、比較的単純に構成することができる。
【００３２】
図２および図３は、本発明の第２実施形態による冷却装置を示している。なお、第１実施形態と同一の構成については、同じ参照番号を付し、その詳細な説明は省略するものとする。図２に示すように、この冷却装置は、シリンダブロック２の冷却用およびシリンダヘッド３の冷却用の互いに独立した２系統で構成されている。各系統の構成は、前述した第１実施形態と基本的に同じである。具体的には、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３にそれぞれ冷却水を供給するための第１および第２の冷却水通路９ａ、９ｂと、第１および第２の冷却水通路９ａ、９ｂ内の冷却水を循環させる第１および第２のウオーターポンプ１０ａ、１０ｂと、冷却水を冷却するための第１および第２のラジエータ１１ａ、１１ｂなどを備えている。第１および第２の冷却水通路９ａ、９ｂには、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂ、第１および第２のバイパス通路１３ａ、１３ｂや開閉弁１４ａ、１４ｂおよび１５ａ、１５ｂなどが互いに独立してそれぞれ設けられている。貯留タンク１６は、第１実施形態と同様の保温タンクで構成されており、第１および第２のバイパス通路１３ａ、１３ｂの途中に、これらに共通して１個設けられている。
【００３３】
第１および第２のウオーターポンプ１０ａ、１０ｂは、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３にそれぞれ連結され、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３に、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂの上流端がそれぞれ連結されている。第１および第２のバイパス通路１３ａ、１３ｂは、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂのシリンダブロック２およびシリンダヘッド３付近から分岐し、第１および第２のウオーターポンプ１０ａ、１０ｂの上流側で合流する。また、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂのラジエータ１１ａ、１１ｂへの入口付近と貯留タンク１６との間には、第１および第２の冷却水供給用通路２１ａ、２１ｂがそれぞれ設けられている。これらの冷却水供給用通路２１ａ、２１ｂにより、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂの開閉弁１４ａ、１４ｂが開放している状態で、ラジエータ１１ａ、１１ｂを通らない比較的高温の冷却水を貯留タンク１６に流入させ、貯留させておくことができる。
【００３４】
開閉弁１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂは、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂおよび第１および第２のバイパス通路１３ａ、１３ｂの分岐部のすぐ下流側にそれぞれ設けられており、それらの開閉は、ＥＣＵ８からの駆動信号によって制御される。
【００３５】
また、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３のジャケット通路２ａ、３ａには、冷却水の温度を検出する第１および第２の水温センサ１７ａ、１７ｂがそれぞれ取り付けられている。また、貯留タンク１６には、貯留タンク１６内の冷却水の温度を検出する第３水温センサ１７ｃが取り付けられている。図３に示すように、これらの水温センサ１７ａ〜１７ｃの検出信号はＥＣＵ８に出力される。また、ＥＣＵ８は、これらの検出信号やエンジン１の燃焼モードに応じて開閉弁１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂ、２０の開閉を制御する。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、冷却装置が、シリンダブロック２の冷却用およびシリンダヘッド３の冷却用の互いに独立した２系統で構成されているので、それらの開閉弁１４ａ、１５ａ、１４ｂ、１５ｂの開閉を制御することによって、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の温度の低下および上昇を互いに独立して制御することができる。したがって、第１実施形態による前述した効果を同様に得ることができるとともに、よりきめ細かな壁面温度の制御を行うことができる。例えば、壁面温度全体を急速に低下させたい場合には、第１および第２のラジエータ通路１２ａ、１２ｂの開閉弁１４ａ、１４ｂを開き、第１および第２のバイパス通路１３ａ、１３ｂの開閉弁１５ａ、１５ｂを閉じることにより、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の温度を速やかに低下させることができる。一方、壁面温度全体を急速に上昇させたい場合には、開閉弁１４ａ、１４ｂを閉じ、開閉弁１５ａ、１５ｂを開くことにより、シリンダブロック２の温度を速やかに上昇させることができる。あるいは、第１ラジエータ通路１２ａの開閉弁１４ａを開き、第１バイパス通路１３ａの開閉弁１５ａを閉じるとともに、第２ラジエータ通路１２ｂの開閉弁１４ｂを閉じ、第２バイパス通路１３ｂの開閉弁１５ｂを開くことによって、シリンダブロック２側は冷却し、シリンダヘッド３側のみ高温の冷却水を供給でき、それにより、冷却性能を維持したまま、圧縮自着火による安定した燃焼を確保することができる。
【００３７】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、説明した実施形態では、貯留タンク１６は、保温機能を有する保温タンクで構成しているが、これに代えてまたはこれに加えて、貯留タンク１６にその内部の冷却水を加熱するヒータなどの加熱機構を設けてもよく、その場合、第２実施形態に示したような貯留タンク１６内の冷却水温を検出する水温センサの検出結果に応じて、この加熱機構を制御することが好ましい。それにより、貯留タンク１６に比較的低温の冷却水が貯留された場合や、貯留タンク１６内の冷却水の温度が低下した場合には、冷却水の温度を上昇させることができるので、燃焼室４の壁面温度を速やかにかつ確実に上昇させることができる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の圧縮自着火式内燃機関の冷却装置は、構成が比較的単純で、燃焼室の壁面温度を応答性良く制御でき、それにより、圧縮自着火による燃焼を安定した状態で行うことができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を適用した圧縮自着火式内燃機関の冷却装置の平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を適用した圧縮自着火式内燃機関の冷却装置の平面図である。
【図３】図２の制御装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１  内燃機関
２  シリンダブロック
３  シリンダヘッド
４  燃焼室
８  ＥＣＵ（制御手段）
９  冷却水通路
９ａ  第１冷却水通路
９ｂ  第２冷却水通路
１０  ウオーターポンプ
１０ａ  第１ウオーターポンプ
１０ｂ  第２ウオーターポンプ
１１  ラジエータ
１１ａ  第１ラジエータ
１１ｂ  第２ラジエータ
１２  ラジエータ通路
１２ａ  第１ラジエータ通路
１２ｂ  第２ラジエータ通路
１３  バイパス通路
１３ａ  第１バイパス通路
１３ｂ  第２バイパス通路
１４  開閉弁
１４ａ  開閉弁
１４ｂ  開閉弁
１５  開閉弁
１５ａ  開閉弁
１５ｂ  開閉弁
１６  貯留タンク
【図１】
2004232501.tif 000003
【図２】
2004232501.tif 000004
【図３】
2004232501.tif 000005