(57)【要約】      （修正有）【課題】吐出する冷却水量がエンジン回転数により定まるウォータポンプであっても、キャビテーション及びノッキングの発生を抑制可能にする。【解決手段】この発明は、シリンダヘッド２とウォータポンプ１０に接続される第一流路１４を備え、シリンダヘッドから第一制御弁１９とラジエータとを介してウォータポンプに接続される第二流路１５を備え、シリンダブロックから第二制御弁２１とラジエータを介してウォータポンプに接続される第三流路１６を備え、水温検出装置とエンジン回転数検出装置とエンジン負荷検出装置と第一算出部と第二算出部と制御装置とを備え、第二流路は冷却水温が第一所定温度以上である場合に第一制御弁が開弁して開通し、第三流路は冷却水飽和蒸気圧がウォータポンプ前圧力よりも小さく、且つエンジン回転数が所定回転数以上で冷却水温が第一所定温度よりも高い第二所定温度以上である場合に第二制御弁が開弁して開通する。【選択図】図１
2012180786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一列に複数の気筒を並べた内燃機関型のエンジンを冷却するためのエンジンの冷却水通路構造において、
前記エンジンの動力によって駆動してエンジンに冷却水を送るウォータポンプを備え、ウォータポンプとエンジンとは閉じた流路で接続され、
前記エンジンはシリンダヘッドとシリンダブロックを備え、シリンダヘッドとシリンダブロックは互いに冷却水の行き来が可能な複数の冷却水通路を備え、
前記エンジンは気筒列方向一端側の気筒から冷却水をエンジン内に流入させる冷却水流入口と気筒列方向他端側の気筒から冷却水をエンジン外部に排出する冷却水排出口を備え、
前記冷却水排出口はシリンダヘッドおよびシリンダブロックに備え、
前記シリンダヘッドの冷却水排出口に接続されて、ウォータポンプの冷却水取入口に接続される第一流路を備え、
前記シリンダヘッドの冷却水排出口に接続されて、第一制御弁とラジエータとを介してウォータポンプの冷却水取入口に接続される第二流路を備え、
前記シリンダブロックの冷却水排出口に接続されて、第二制御弁とラジエータを介してウォータポンプの冷却水取入口に接続される第三流路を備え、
冷却水通路構造は冷却水温を検出する水温検出装置と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出装置と、冷却水温から冷却水飽和蒸気圧を求める第一算出部と、エンジン回転数からウォータポンプ前圧力を求める第二算出部と、少なくとも前記第二制御弁の開閉を行う制御装置とを備え、
前記第二流路は冷却水温が第一所定温度以上である場合に第一制御弁が開弁して開通し、前記第三流路は冷却水飽和蒸気圧がウォータポンプ前圧力よりも小さく、且つエンジン回転数が所定回転数以上で冷却水温が第一所定温度よりも高い第二所定温度以上である場合に第二制御弁が開弁して開通することを特徴とするエンジンの冷却水通路構造。
【請求項２】
前記シリンダブロックの冷却水排出口に接続されて、第三制御弁を介してウォータポンプの冷却水取入口に接続される第四流路を備え、
前記制御装置はさらに第三制御弁の開閉を行い、
前記第四流路は冷却水飽和蒸気圧がウォータポンプ前圧力よりも小さく、且つエンジン回転数が所定回転数未満か冷却水温が第二所定温度未満である場合、もしくは冷却水飽和蒸気圧がウォータポンプ前圧力よりも大きく、且つエンジンヘの負荷が所定値以上である場合に第三制御弁が開弁して開通することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの冷却水通路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエンジンを冷却する冷却水通路構造に係り、特に、複数の気筒を一列に並べた内燃機関型のエンジンの冷却水通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水を循環させてエンジンの冷却を図る場合、その冷却水を循環させるためにウォータポンプを用いている。内燃機関型のエンジン（以下、「エンジン」と記す。）の場合、ウォータポンプはエンジンから駆動力を得る。この場合、エンジン回転数の上昇に伴ってウォータポンプの回転数も上昇し、ウォータポンプが送り出す冷却水量も増加する。
ウォータポンプが高回転となって、ウォータポンプの冷却水を吸い込む圧力よりも冷却水を送り出す圧力が大きくなると、冷却水内に溶融している空気が冷却水内に気泡となって発生し、発生した気泡が消滅する、いわゆるキャビテーションが発生する。キャビテーションが発生すると、発生する気泡によって満足に冷却水を送り出すことができなくなるといった問題や、冷却水を送り出すためのウォータポンプのインペラの破損といった問題が発生するので、キャビテーションの発生を抑制することが重要である。
上記問題に関する従来技術としては、特開２００４−２９３５０８号（特許文献１）がある。上記特許文献１は、エンジンにより駆動するウォータポンプの吐出側に、冷却水の流路の流路面積を調整する弁を設け、エンジン回転数が所定のエンジン回転数以上である場合に流路面積を狭める方向にこの弁を制御するというものである。これよりエンジン回転数の上昇に伴い、ポンプ吐出量が減少する。これよりウォータポンプ吸込側の吸込負圧が低減されて気泡の発生が軽減され、キャビテーションの発生が抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９３５０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１では、以下の問題がある。
ウォータポンプの冷却水の吐出量を減少させると、エンジンヘの冷却水の供給量が滅少し、エンジン内を流れる冷却水の流速も落ちる。すると、エンジン内の冷却水の流れが滞ることでエンジン内の冷却不足が発生し、エンジンの異常燃焼現象であるノッキングが発生するおそれがある。
一方、エンジン内を流れる冷却水の流速を高める手法とし、特許文献１にもあるように、気筒列方向一端側の気筒からのみ冷却水を流入させて気筒列方向他端側の気筒から冷却水を排出して、直列に並ぶ各気筒の燃焼室に対し冷却水を平行に流す手法（特許文献１の図１）が用いられている。
しかし、上記特許文献１の冷却水の流し方は、流速向上と引き換えにシリンダヘッド内の圧力損失が増大してしまう。さらに、エンジンの様々な運転条件において、上記特許文献１の流し方だけではすべて冷却要求において満足したものとはならない。
【０００５】
この発明は、吐出する冷却水量がエンジン回転数によって一義的に定まるウォータポンプであっても、キャビテーションおよびノッキングの発生を抑制可能な冷却水通路構造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】
【０００６】
この発明は、一列に複数の気筒を並べた内燃機関型のエンジンを冷却するためのエンジンの冷却水通路構造において、前記エンジンの動力によって駆動してエンジンに冷却水を送るウォータポンプを備え、ウォータポンプとエンジンとは閉じた流路で接続され、前記エンジンはシリンダヘッドとシリンダブロックを備え、シリンダヘッドとシリンダブロックは互いに冷却水の行き来が可能な複数の冷却水通路を備え、前記エンジンは気筒列方向一端側の気筒から冷却水をエンジン内に流入させる冷却水流入口と気筒列方向他端側の気筒から冷却水をエンジン外部に排出する冷却水排出口を備え、前記冷却水排出口はシリンダヘッドおよびシリンダブロックに備え、前記シリンダヘッドの冷却水排出口に接続されて、ウォータポンプの冷却水取入口に接続される第一流路を備え、前記シリンダヘッドの冷却水排出口に接続されて、第一制御弁とラジエータとを介してウォータポンプの冷却水取入口に接続される第二流路を備え、前記シリンダブロックの冷却水排出口に接続されて、第二制御弁とラジエータを介してウォータポンプの冷却水取入口に接続される第三流路を備え、冷却水通路構造は冷却水温を検出する水温検出装置と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、エンジンの負荷を検出するエンジン負荷検出装置と、冷却水温から冷却水飽和蒸気圧を求める第一算出部と、エンジン回転数からウォータポンプ前圧力を求める第二算出部と、少なくとも前記第二制御弁の開閉を行う制御装置とを備え、前記第二流路は冷却水温が第一所定温度以上である場合に第一制御弁が開弁して開通し、前記第三流路は冷却水飽和蒸気圧がウォータポンプ前圧力よりも小さく、且つエンジン回転数が所定回転数以上で冷却水温が第一所定温度よりも高い第二所定温度以上である場合に第二制御弁が開弁して開通することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、ウォータポンプの冷却水吐出量がエンジンの回転数の上昇に伴って増大するウォータポンプであっても、第一制御弁、第二制御弁を開弁させることで、キャビテーションとノッキングの発生を抑制できる。
この発明は、第一制御弁を開弁させることで、シリンダヘッドに流れる冷却水の流量を増大しつつ、その冷却水の一部をラジエータに通過させることで、ノッキングの発生抑制と冷却水の過熱を防止できる。
この発明は、第一制御弁が開弁しても第二制御弁の開弁条件が成立しない場合はシリンダブロック内の冷却水流れを発生させないことで、シリンダブロック内の冷却水の不要な循環を避けて、冷却水温を早期上昇できる。これよりシリンダブロックの壁温を上昇させることができ、ピストンとシリンダの壁面との摩擦軽減を行うことができて、エンジンの駆動効率が向上する。
この発明は、シリンダブロックにも冷却水を流す第二制御弁の開弁条件を、キャビテーションが発生する条件が成立し、且つ冷却水温が第一制御弁を開弁させる冷却水温よりも高く、エンジン回転数が所定回転数以上である場合とすることで、第一制御弁を開弁する条件よりも厳しくしている。これよりシリンダブロックの壁温をさらに上昇させることができる。ピストンとシリンダの壁面との摩擦軽減を行うことができ、エンジンの駆動効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はエンジンの冷却水通路構造のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は冷却水温と冷却水飽和蒸気圧との関係を示す図である。（実施例）
【図３】図３はエンジン回転数とウォータポンプ前圧力との関係を示す図である。（実施例）
【図４】図４は第一制御弁の開閉と第二制御弁、第三制御弁の開閉を示すフローチャートである。（実施例）
【図５】図５（Ａ）は第一制御弁、第二制御弁、第三制御弁が全て閉じている場合の冷却水の流れを示す図、図５（Ｂ）は第一制御弁が開き、第二制御弁及び第三制御弁が閉じている場合の冷却水の流れを示す図、図５（Ｃ）は第一制御弁及び第二制御弁が閉じ、第三制御弁が開いている場合の冷却水の流れを示す図、図５（Ｄ）は第一制御弁及び第二制御弁が開き、第三制御弁が閉じている場合の冷却水の流れを示す図、図５（Ｅ）は第一制御弁が開き、第二制御弁が閉じ、第三制御弁が開いている場合の冷却水の流れを示す図である。（実施例）
【図６】図６（Ａ）は第一制御弁、第二制御弁、第三制御弁が全て閉じている場合の冷却水量を示す図、図６（Ｂ）は第一制御弁が開き、第二制御弁及び第三制御弁が閉じている場合の冷却水量を示す図、図６（Ｃ）は第一制御弁及び第二制御弁が閉じ、第三制御弁が開いている場合の冷却水量を示す図、図６（Ｄ）は第一制御弁及び第二制御弁が開き、第三制御弁が閉じている場合の冷却水量を示す図、図６（Ｅ）は第一制御弁が開き、第二制御弁が閉じ、第三制御弁が開いている場合の冷却水量を示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１０】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１はエンジンである。エンジン１は、複数の気筒を一列に並べた内燃機関であり、車両等に搭載される。エンジン１は、シリンダヘッド２とシリンダブロック３を備えている。シリンダヘッド２は、エンジン１の上部に位置して燃焼室の上部を形成するものである。これに対して、シリンダブロック３は、燃焼室の下部を形成するものであり、ピストンとシリンダを内部に備えている。
エンジン１の冷却水通路構造は、冷却水をエンジン１の気筒列方向一端側の気筒から流入させ、気筒列方向他端側の気筒から冷却水を吐出する。詳しくは、気筒列方向一端側の気筒が配置されたシリンダヘッド２の気筒列方向一端部に冷却水をエンジン１内に流入させる冷却水流入口４を備え、気筒列方向他端側の気筒が配置されたシリンダヘッド２及びシリンダブロック３の気筒列方向他端部に冷却水をエンジン１外部に排出する冷却水排出口５・６をそれぞれ備えている。
比較的高温になりやすいシリンダヘッド２より冷却水をエンジン１内に流入させることで、エンジン１の効果的な冷却と冷却水の早期昇温とを行うことができる。
前記シリンダヘッド２とシリンダブロック３は、それぞれ冷却水通路７・８を備えている。シリンダヘッド２の冷却水通路７とシリンダブロック３の冷却水通路８とは、複数の冷却水連絡通路９で接続されており、エンジン１内の冷却水が互いに行き来可能に構成されている。シリンダヘッド２の冷却水通路７は、上流側を冷却水流入口４に接続し、下流側を冷却水排出口５に接続するとともに冷却水連絡通路９を介してシリンダブロック３の冷却水通路８にも接続している。シリンダブロック３の冷却水通路８は、上流側を冷却水連絡通路９を介してシリンダヘッド２の冷却水通路７に接続し、下流側を冷却水排出口６に接続している。
シリンダヘッド２の冷却水通路７とシリンダブロック３の冷却水通路８とは、冷却水吐出口５・６に近づくほど冷却水送圧が小さくなるが、この冷却水通路７・８の流路面積をエンジン１の冷却水排出口５・６に近いほど大きく設定することで、すべての気筒のシリンダブロック３に冷却水が同等に流れるよう設定している。
【００１１】
エンジン１は、冷却水を圧送するウォータポンプ１０を備えている。ウォータポンプ１０は、エンジン１から動力を得て駆動される。ウォータポンプ１０は、エンジン回転数の上昇に伴ってポンプ回転数が上昇し、送り出す冷却水の量も増加する。ウォータポンプ１０は、冷却水取入口１１と冷却水吐出口１２を備えている。エンジン１は、冷却水通路として、ウォータポンプ１０の冷却水吐出口１２をエンジン１の冷却水流入口４に接続する冷却水通路１３を備え、エンジン１の冷却水排出口５・６をウォータポンプ１０の冷却水取入口１１に接続する第一流路１４〜第４流路１７を備えている。
エンジン１とウォータポンプ１０とを繋ぐ冷却水通路（冷却水通路１３、第一流路１４〜第４流路１７）は、閉じた冷却水通路となっており、ウォータポンプ１０を駆動させることでエンジン１に冷却水を供給しつつ、エンジン１から吐出された冷却水をウォータポンプ１０に戻すことができる。つまり、冷却水をこの閉じた冷却水通路内で循環させることができる。
このエンジン１の冷却水通路構造は、ウォータポンプ１０からエンジン１の冷却水流入ロ４までの冷却水流路は一つ（冷却水通路１３）であるに対して、エンジン１より吐出した冷却水がウォータポンプ１０に戻る冷却水流路は複数（第一流路１４〜第４流路１７）存在する。その複数の冷却水流路である第一流路１４〜第４流路１７は、以下の通りである。
【００１２】
前記第一流路１４は、上流側をシリンダヘッド２の冷却水排出口５に接続され、キャビンヒータ１８を介して下流側をウォータポンプ１０の冷却水取入口１１に接続されている。第一流路１４は、エンジン１の運転状況にかかわらず、エンジン１の全運転領域で開通している。第一流路１４は、シリンダヘッド２にのみ冷却水を流して、後述するラジエータ２０を介さずに冷却水をウォータポンプ１０に戻す流路である。第一流路１４は、冷却水の早期昇温を図ることができる。
本実施例では、第一流路１４上に空調装置内に配置されて冷却水の熱交換を行うキャビンヒータ１８を設けているが、第一流路１４はキャビンヒータ１８等の熱交換を行う他部品の存在しない流路であってもよい。第一流路１４は、熱交換を行う他部品の存在しない流路とすることにより、より早く冷却水を昇温させることが可能となる。
【００１３】
前記第二流路１５は、上流側をシリンダヘッド２の冷却水排出口５に接続され、第一制御弁１９と冷却水の冷却を行うラジエータ２０を介して下流側をウォータポンプ１０の冷却水取入口１１に接続されている。第一制御弁１９は、冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１以上で開弁して第二流路１５を開通する感温弁（例えばサーモスタット）である。なお、後述する制御装置２８によって、第一制御弁１９の開閉を行う構成としても良い。
第一制御弁１９を開弁しているとき、冷却水は第一流路１４と第二流路１５に流れる。
第一制御弁１９を開弁して冷却水が第一流路１４と第二流路１５に流れると、シリンダヘッド２ヘの冷却水供給流量が増えることで、エンジン１の冷却性能向上を図ることができる。これより、ノッキングの発生抑制を図ることができ、また、冷却水の一部を第二流路１５でラジエータ２０に通過させることで、冷却水の過熱を防止し、冷却水温を適温に維持できる。
第一制御弁１９を開弁して冷却水を第一流路１４と第二流路１５に流し、シリンダブロック３からの冷却水の吐出を行わないことで、シリンダブロック３内の冷却水通路８への冷却水の循環を防止して冷却水を昇温できる。これよりシリンダブロック３の温度が上昇してピストンとシリンダとの摩擦抵抗が軽減されて、エンジン１の駆動効率が向上する。
【００１４】
前記第三流路１６は、上流側をシリンダブロック３の冷却水排出口６に接続され、第二制御弁２１と前記ラジエータ２０を介して下流側をウォータポンプ１０の冷却水取入口１１に接続されている。第二制御弁２１は、例えば電子制御サーモスタットからなり、後述する制御装置２８によって開閉される。第二制御弁２１は、冷却水温Ｔより求める冷却水飽和蒸気圧ＷＰがエンジン回転数ＥＲより求めるウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さく、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上、冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１よりも更に高い第二所定温度Ｔ２以上である場合に開弁し、第三流路１６を開通する。
第二制御弁２１が開弁しているとき、冷却水は第一流路１４と第二流路１５と第三流路１６に流れる。なお、ウォータポンプ前圧力ＰＰは、ウォータポンプ１０の冷却水取入口１１側の圧力である
第二制御弁２１が開弁して冷却水が第一流路１４と第二流路１５と第三流路１６に流れると、エンジン１全体の冷却水流量が増大してウォータポンプ前圧力ＰＰが増大するので、エンジン回転数が高回転時であってもキャビテーションの発生を防止できる。また、エンジン１より吐出した冷却水は、ラジエータ２０を介してウォータポンプ１０に戻るので、冷却水の過熱を防止し、冷却水温を適温に維持できる。
【００１５】
前記第四流路１７は、上流側をシリンダブロック３の冷却水排出口６に接続され、第三制御弁２２を介して下流側をウォータポンプ１０の冷却水取込口１１に接続されている。第三制御弁２２は、後述する制御装置２８によって開閉される。第三制御弁２２は、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さく、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１未満または冷却水温が第二所定温度Ｔ２未満である場合、もしくは冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも大きいが、エンジン負荷ＥＬが所定値ＥＬ１よりも大きい場合に開弁し、第四流路１７を開通する。
第三制御弁２２が開弁しているとき、冷却水は第一流路１４と第四流路１７に流れる。ただし、冷却水温が第一所定温度Ｔ１以上である場合は、第一制御弁１９が開弁して第二流路１５にも冷却水が流れる。第四流路１７を通る冷却水は、ラジエータ２０を介さずに冷却水通路内を循環させる。
第三制御弁２２が開弁することで、冷却水温の低減を抑制しつつ冷却水流量を増大させることができる。これより、冷却水が過度に低減されるのを防止しつつ、キャビテーションもしくはノッキングの発生抑制できる。
【００１６】
この冷却水通路構造は、冷却水温Ｔを検出する水温検出装置２３と、エンジン１の回転数Ｅｒを検出するエンジン回転数検出装置２４と、エンジン１の負荷ＥＬを検出するエンジン負荷検出装置２５と、冷却水温Ｔから冷却水飽和蒸気圧ＷＰを求める第一算出部２６と、エンジン回転数ＥＲからウォータポンプ前圧力ＰＰを求める第二算出部２７とを備えている。さらに、冷却水通路構造は、各検出装置２３〜２５及び各算出部２６・２７の結果から第二制御弁２１と第三制御弁２２の開閉を行う制御装置２８を備えている。
制御装置２８は、エンジン１の冷却水温とエンジン回転数を用いて第二制御弁２１、第三制御弁２２の開閉を制御する。図２に示すように、エンジン１の冷却水温はキャビテーションの起こる圧力と関係があり、図３に示すように、エンジン回転数はウォータポンプ前圧力と関係がある。そこで、制御装置２８は、ウォーターポンプ１０の冷却水取込口１１近傍の冷却水温を取得し、冷却水温における冷却水飽和蒸気圧を算出し、その圧力以下となるエンジン回転数であるか判断し、制御を行う。
また、エンジン１の負荷は、エンジン１のインテークマニホールド圧（吸気圧）より求める。インテークマニホールド圧をみることで、乗員の車両の加速要求度合いをみることができる。つまり、エンジン１にかかる負荷をみることができる。
前記制御装置２８は、冷却水温Ｔより求める冷却水飽和蒸気圧ＷＰ（図２参照）がエンジン回転数ＥＲより求めるウォータポンプ前圧力ＰＰ（図３参照）よりも小さく、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上、冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１よりも更に高い第二所定温度Ｔ２以上である場合に第二制御弁２１を開弁し、第三流路１６を開通する。
また、制御装置２８は、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さく、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１未満または冷却水温が第二所定温度Ｔ２未満である場合、もしくは冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも大きいが、エンジン負荷ＥＬが所定値ＥＬ１よりも大きい場合に第三制御弁２２を開弁し、第四流路１７を開通する。
【００１７】
図４は、第一制御弁１９の開閉と制御装置２８による第二制御弁２１及び第三制御弁２２の開閉を示すフローチャートである。
図４において、プログラムがスタートすると（１００）、各検出装置２３〜２５から冷却水温Ｔとエンジン回転数ＥＲとエンジン負荷ＥＬとを入力し（１０１）、冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１以上であるか判断する（１０２）。
この判断（１０２）がＮＯの場合は、第一制御弁１９は閉じ、ステップ１０４に移行する。この判断（１０２）がＹＥＳの場合は、第一制御弁１９が開き、ステップ１０４に移行する。
ステップ１０４においては、冷却水温Ｔから冷却水飽和蒸気圧ＷＰを求め、エンジン回転数ＥＲからウォータポンプ前圧力ＰＰを求め、求めた冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さいかを判断する（１０５）。
この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上、かつ冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１よりも更に高い第二所定温度Ｔ２以上であるかを判断する（１０６）。
この判断（１０６）がＮＯの場合は、第二制御弁２１を閉じ、第三制御弁２２を開いて（１０７）、プログラムをエンドにする（１１２）。
前記判断（１０５）がＮＯの場合は、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上であるかを判断する（１０８）。
この判断（１０８）がＮＯの場合は、第二制御弁２１を閉じ、第三制御弁２２を閉じて（１０９）、プログラムをエンドにする（１１２）。この判断（１０８）がＹＥＳの場合は、前記ステップ１０７に移行し、第二制御弁２１を閉じ、第三制御弁２２を開いて（１０７）、プログラムをエンドにする（１１２）。
前記判断（１０６）がＹＥＳの場合は、第二制御弁２１を開き、第三制御弁２２を閉じて（１１１）、プログラムをエンドにする（１１２）。
【００１８】
前記フローチャートにおいて、第一制御弁１９が閉じ、第二制御弁２１が閉じ、第三制御弁２２が閉じている場合（ステップ１０３、ステップ１０９）は、図５（Ａ）に矢印で示すように第一流路１４のみが開通し、図６（Ａ）に矢印で示す冷却水量の冷却水がシリンダヘッド２内を流れる。
前記フローチャートにおいて、第一制御弁１９が開き、第二制御弁２１が閉じ、第三制御弁２２が閉じている場合（ステップ１１０、ステップ１０９）は、図５（Ｂ）に矢印で示すように第一流路１４及び第二流路１５が開通し、図６（Ｂ）に矢印で示す冷却水量の冷却水がシリンダヘッド２内を流れる。
前記フローチャートにおいて、第一制御弁１９が閉じ、第二制御弁２１が閉じ、第三制御弁２２が開いている場合（ステップ１０３、ステップ１０７）は、図５（Ｃ）に矢印で示すように第一流路１４及び第四流路１７が開通し、図６（Ｃ）に矢印で示す冷却水量の冷却水がシリンダヘッド２及びシリンダブロック３内を流れる。
前記フローチャートにおいて、第一制御弁１９が開き、第二制御弁２１が開き、第三制御弁２２が閉じている場合（ステップ１１０、ステップ１１１）は、図５（Ｄ）に矢印で示すように第一流路１４、第二流路１５、第三流路１６が開通し、図６（Ｄ）に矢印で示す冷却水量の冷却水がシリンダヘッド２及びシリンダブロック３内を流れる。
前記フローチャートにおいて、第一制御弁１９が開き、第二制御弁２１が閉じ、第三制御弁２２が開いている場合（ステップ１１０、ステップ１０７）は、図５（Ｅ）に矢印で示すように第一流路１４、第二流路１５、第四流路１７が開通し、図６（Ｅ）に矢印で示す冷却水量の冷却水がシリンダヘッド２及びシリンダブロック３内を流れる。
【００１９】
このように、エンジン１の冷却水通路構造は、エンジン１が複数の気筒を一列に並べた内燃機関型であり、冷却水は気筒列方向一端側の気筒から流入し、気筒列方向他端側の気筒より吐出する。エンジン１の冷却水流入口４はシリンダヘッド２に設け、エンジン１の冷却水排出口５・６はシリンダヘッド２およびシリンダブロック３に設けている。
このエンジン１の冷却水通路構造は、エンジン１の冷却水排出口５・６に接続される複数の第一流路１４〜第四流路１７を備えている。常時開通している第一流路１４を除く第二流路１５、第三流路１６、第四流路１７には、エンジン１の運転状況（冷却水温、エンジン回転数、エンジン負荷）に応じて開閉する第一制御弁１９、第二制御弁２１、第三制御弁２２を夫々備えている。
前記第二流路１５は、シリンダヘッド２の冷却水排出口５に接続される流路であり、第一制御弁１９とラジエータ２０を備えている。第一制御弁１９は、冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１以上で開弁し、第二流路１５を開通する。
前記第三流路１６は、シリンダブロック３の冷却水排出口６に接続される流路であり、第二制御弁２１とラジエータ２０を備えている。第二制御弁２１は、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよも小さく、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上、冷却水温Ｔが第二所定温度Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）以上である場合に開弁し、第三流路１６を開通する。
前記第四流路１７は、シリンダブロック３の冷却水排出口６に接続される流路であり、第三制御弁２２を備えている。第三制御弁２２は、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さく、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１未満、もしくは冷却水温Ｔが第二所定温度Ｔ２未満である場合、または冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも大きいが、エンジン負荷Ｅｌが所定値Ｅｌ１よりも大きい場合に開弁し、第四流路１７を開通する。
この冷却水通路構造は、前記第二制御弁２１と第三制御弁２２の開閉を行うために、冷却水温Ｔを検出する水温検出装置２３と、エンジン１の回転数ＥＲを検出するエンジン回転数検出装置２４と、エンジン１の負荷ＥＬを検出するエンジン負荷検出装置２５と、冷却水温Ｔから冷却水飽和蒸気圧ＷＰを求める第一算出部２６と、エンジン回転数ＥＲからウォータポンプ前圧力ＰＰを求める第二算出部２７と、制御装置２８とを備えている。制御装置２８は、各検出装置２３〜２５及び各算出部２６・２７の結果から前述のように第二制御弁２１と第三制御弁２２の開閉を行う。
【００２０】
このエンジン１の冷却水通路構造は、第二流路１５は冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１以上である場合に第一制御弁１９が開弁して開通し、第三流路１５は冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さく、且つエンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上で、冷却水温Ｔが第一所定温度Ｔ１よりも高い第二所定温度Ｔ２以上である場合に第二制御弁２１が開弁して開通する。
このため、この冷却水通路構造は、ウォータポンプ１０の冷却水吐出量がエンジン１の回転数ＥＲの上昇に伴って増大するウォータポンプ１０であっても、第一制御弁１９、第二制御弁２１を開弁させることで、キャビテーションとノッキングの発生を抑制できる。
また、この冷却水通路構造は、第一制御弁１９を開弁させることで、シリンダヘッド２に流れる冷却水の流量を増大しつつ、その冷却水の一部をラジエータ２０に通過させることで、ノッキングの発生抑制と冷却水の過熱を防止できる。
この冷却水通路構造は、第一制御弁１９が開弁しても第二制御弁２１の開弁条件が成立しない場合はシリンダブロック３内の冷却水流れを発生させないことで、シリンダブロック３内の冷却水の不要な循環を避けて、冷却水温を早期上昇できる。これよりシリンダブロック３の壁温を上昇させることができ、ピストンとシリンダの壁面との摩擦軽減を行うことができて、エンジン１の駆動効率が向上する。
さらに、この冷却水通路構造は、シリンダブロック３にも冷却水を流す第二制御弁２１の開弁条件を、キャビテーションが発生する条件である、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さい条件が成立し、且つ冷却水温Ｔが第一制御弁１９を開弁させる冷却水温Ｔ１よりも高い冷却水温Ｔ２以上、エンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１以上である場合とすることで、第一制御弁１９を開弁する条件よりも厳しくしている。これよりシリンダブロック３の壁温をさらに上昇させることができる。ピストンとシリンダの壁面との摩擦軽減を行うことができ、エンジン１の駆動効率が向上する。
【００２１】
また、このエンジン１の冷却水通路構造は、シリンダブロック３の冷却水排出口６に接続されて、第三制御弁２２を介してウォータポンプ１０の冷却水取入口１１に接続される第四流路１７を備え、前記制御装置２８は第二制御弁２１の開閉に加えてさらに第三制御弁２２の開閉を行う。第四流路１７は、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さく、且つエンジン回転数ＥＲが所定回転数ＥＲ１未満か冷却水温Ｔが第二所定温度Ｔ２未満である場合、もしくは冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも大きく、且つエンジン１ヘの負荷ＥＬが所定値ＥＬ１以上である場合に第三制御弁２２が開弁して開通する。
このように、第三制御弁２２は、キャビテーションが発生する条件である、冷却水飽和蒸気圧ＷＰがウォータポンプ前圧力ＰＰよりも小さい条件が成立しつつも、第二制御弁２１の開弁条件が成立しない場合に開弁する。これより、この冷却水通路構造は、キャビテーションの発生する場合に第二制御弁２１もしくは第三制御弁２２のどちらかが開弁して冷却水流量を増大して、キャビテーションの発生抑制を図ることができる。
また、第三制御弁２２は、キャビテーションが発生する条件が成立しなくとも、エンジン１ヘの負荷ＥＬが所定値ＥＬ１以上であれば開弁してシリンダブロック３に冷却水を流す。これより、この冷却水通路構造は、ノッキングの発生抑制も図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明は、キャビテーションとノッキングの発生を抑制できるものであり、一列に複数の気筒を並べた直列型のエンジンだけでなく、複数の気筒を複列に並べたＶ型のエンジンにも適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  エンジン
２  シリンダヘッド
３  シリンダブロック
４  冷却水流入口
５・６  冷却水排出口
１０  ウォータポンプ
１１  冷却水流入口
１２  冷却水吐出口
１４  第一流路
１５  第二流路
１６  第三流路
１７  第四流路
１８  キャビンヒータ
１９  第一制御弁
２０  ラジエータ
２１  第二制御弁
２２  第三制御弁
２３  水温検出装置
２４  エンジン回転数検出装置
２５  エンジン負荷検出装置
２６  第一算出部
２７  第二算出部
２８  制御装置
【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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