(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン（１４）を摺動自在に案内するシリンダ壁（１２ａ）のピストン上死点側に臨む上部ウオータジャケット（１９）と、
前記シリンダ壁（１２ａ）のピストン下死点側に臨む下部ウオータジャケット（２０）と、
ラジエータ（２１）からの冷却水を前記上部ウオータジャケット（１９）とシリンダヘッド（１５）のウオータジャケット（２４）とを経てラジエータ（２１）に戻すための上部冷却回路（Ｃｔ）と、
シリンダヘッド（１５）のウオータジャケット（２４）から出た冷却水を前記下部ウオータジャケット（２０）を経てラジエータ（２１）に戻すための下部冷却回路（Ｃｂ）と、
前記上部冷却回路（Ｃｔ）に設けられた第１冷却水流量制御バルブ（２５）と、
前記下部冷却回路（Ｃｂ）に設けられた第２冷却水流量制御バルブ（２７）と、
前記シリンダ壁（１２ａ）のピストン上死点側の上部シリンダ壁温（Ｔｔ）を検出する上部シリンダ壁温検出手段（Ｓａ）と、
前記シリンダ壁（１２ａ）のピストン下死点側の下部シリンダ壁温（Ｔｂ）を検出する下部シリンダ壁温検出手段（Ｓｂ）と、
エンジン回転数（Ｎｅ）を検出するエンジン回転数検出手段（Ｓｃ）と、
エンジン負荷（Ｌ）を検出するエンジン負荷検出手段（Ｓｄ）と、
エンジンの状態を表す複数のパラメータと上部シリンダ壁温及び下部シリンダ壁温との関係を示す複数のマップを有していて、それらマップならびに前記エンジン回転数（Ｎｅ）及び前記エンジン負荷（Ｌ）に基づいて目標上部シリンダ壁温（ＴｔＯＢＪ）と目標下部シリンダ壁温（ＴｂＯＢＪ）とを検索する電子制御ユニット（Ｕ）と、
を備え、
前記電子制御ユニット（Ｕ）は、上部シリンダ壁温検出手段（Ｓａ）で検出した上部シリンダ壁温（Ｔｔ）と下部シリンダ壁温検出手段（Ｓｂ）で検出した下部シリンダ壁温（Ｔｂ）とを目標上部シリンダ壁温（ＴｔＯＢＪ）と目標下部シリンダ壁温（ＴｂＯＢＪ）とにそれぞれ収束させるべく、前記第１冷却水流量制御バルブ（２５）と前記第２冷却水流量制御バルブ（２７）とを、それぞれフィードバック制御することを特徴とするエンジンのシリンダ壁温制御装置。
【請求項２】
前記エンジンの状態を表す複数のパラメータは、ピストン（１４）およびシリンダ壁（１２ａ）間の摩擦力、燃焼状態、ブローバイガス量であることを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのシリンダ壁温制御装置。
【請求項３】
シリンダヘッド（１５）のウオータジャケット（２４）から出た冷却水は、ギャラリー（２８ａ）を介して下部ウオータジャケット（２０）の下端部の各シリンダ（１２）に対応する位置に供給されることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダ壁温制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンの摩擦抵抗を低減すべくエンジンのシリンダ壁に適切な温度分布を与えるエンジンのシリンダ壁温制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの出力向上および燃費向上を図るべく、燃焼室周辺やシリンダライナー上部の冷却能力を高めてノッキングを抑制するとともに、シリンダライナー下部の過冷却を防止してピストンの摩擦抵抗を低減する冷却回路やウオータジャケットが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１−２２７８５０号公報には、シリンダライナーの上部に冷却水が循環する溝状の循環室を形成して冷却能力を高めることによりピストンの焼き付きの防止、ガス漏れの防止、ノッキングの抑制を図るとともに、シリンダライナーの下部に冷却水が自然対流する対流室を設けて過冷却を防止することによりピストンの摩擦抵抗の低減を図るものが記載されている。
【０００４】
また、特開平３−６７０５２号公報には、シリンダライナーの上部を通常のウオータジャケットで冷却し、シリンダライナーの下部にクランク室と連通する空間を形成して過冷却を防止するものが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダライナーとピストンとの摺動部に発生する摩擦損失は、ピストンリングの摺動に伴って発生する潤滑油の油膜の剪断による摩擦抵抗と、シリンダライナーに付着した余分な潤滑油の引きずり抵抗とによってもたらされる。従って、潤滑油粘度を油膜形成能力を保てる範囲でできるだけ低粘度にすれば摩擦損失が低減するため、摺動部の温度を高めて潤滑油粘度を低下させることが望ましい。このため、従来は冷却回路の構造やウオータジャケットの構造を工夫することでシリンダライナーの下部（中間部からピストン下死点にかけての位置）の過冷却を防止していたが、シリンダライナーの下部はシリンダ内圧が低いために潤滑条件は比較的に厳しくなく、シリンダライナーの下部を従来よりも更に高温化して摩擦損失を低減することが可能である。
【０００６】
しかしながら、従来のものはシリンダライナーの下部の冷却能力を意図的に低下させているだけで、その部分を積極的に加熱していないために摩擦損失の低減効果を充分に発揮しているとは言い難い。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シリンダ壁に適切な温度分布を与えてピストンとの摺動部に発生する摩擦損失を最小限に抑えることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ピストンを摺動自在に案内するシリンダ壁のピストン上死点側に臨む上部ウオータジャケットと、前記シリンダ壁のピストン下死点側に臨む下部ウオータジャケットと、ラジエータからの冷却水を前記上部ウオータジャケットとシリンダヘッドのウオータジャケットとを経てラジエータに戻すための上部冷却回路と、シリンダヘッドのウオータジャケットから出た冷却水を前記下部ウオータジャケットを経てラジエータに戻すための下部冷却回路と、前記上部冷却回路に設けられた第１冷却水流量制御バルブと、前記下部冷却回路に設けられた第２冷却水流量制御バルブと、前記シリンダ壁のピストン上死点側の上部シリンダ壁温を検出する上部シリンダ壁温検出手段と、前記シリンダ壁のピストン下死点側の下部シリンダ壁温を検出する下部シリンダ壁温検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、エンジンの状態を表す複数のパラメータと上部シリンダ壁温及び下部シリンダ壁温との関係を示す複数のマップを有していて、それらマップならびに前記エンジン回転数及び前記エンジン負荷に基づいて目標上部シリンダ壁温と目標下部シリンダ壁温とを検索する電子制御ユニットと、を備え、前記電子制御ユニットは、上部シリンダ壁温検出手段で検出した上部シリンダ壁温と下部シリンダ壁温検出手段で検出した下部シリンダ壁温とを目標上部シリンダ壁温と目標下部シリンダ壁温とにそれぞれ収束させるべく、前記第１冷却水流量制御バルブと前記第２冷却水流量制御バルブとを、それぞれフィードバック制御することを特徴とするエンジンのシリンダ壁温制御装置が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、エンジンの状態を表す複数のパラメータと上部シリンダ壁温及び下部シリンダ壁温との関係を示す複数のマップを有していて、それらマップならびに前記エンジン回転数及び前記エンジン負荷に基づいて目標上部シリンダ壁温と目標下部シリンダ壁温とを検索する電子制御ユニットが、上部シリンダ壁温と下部シリンダ壁温とを目標上部シリンダ壁温と目標下部シリンダ壁温とにそれぞれ収束させるべく、ラジエータからの冷却水を前記上部ウオータジャケットとシリンダヘッドのウオータジャケットとを経てラジエータに戻すための上部冷却回路に設けられた第１冷却水流量制御バルブと、シリンダヘッドのウオータジャケットから出た冷却水を前記下部ウオータジャケットを経てラジエータに戻すための下部冷却回路に設けられた前記第２冷却水流量制御バルブとを、それぞれフィードバック制御して、シリンダ壁のピストン上死点側に臨む上部ウオータジャケットを通過して温度上昇した冷却水をピストン下死点側に臨む下部ウオータジャケットに供給するので、冷却水をシリンダブロックの下部から上部に向けて流す従来のものに比べて、下部シリンダ壁温を高めることができる。これにより、シリンダ壁のピストン下死点側の油膜温度をできるだけ高くして粘度を低下させ、摩擦力を減少させてエンジン出力の向上、燃料消費量の低減、潤滑油消費量の節減を図ることができる。
【００１０】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記エンジンの状態を表す複数のパラメータは、ピストン（１４）およびシリンダ壁（１２ａ）間の摩擦力、燃焼状態、ブローバイガス量であることを特徴とするエンジンのシリンダ壁温制御装置が提案される。
【００１１】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２の構成に加えて、シリンダヘッドのウオータジャケットから出た冷却水は、ギャラリーを介して下部ウオータジャケットの下端部の各シリンダに対応する位置に供給されることを特徴とするエンジンのシリンダ壁温制御装置が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、上部ウオータジャケットからシリンダヘッドのウオータジャケットを経て下部ウオータジャケットに供給される冷却水がギャラリーを介して各シリンダ毎に独立して流入するので、各シリンダの壁温を均一化して燃焼変動やトルク変動を減少させることができる。しかもギャラリーは下部ウオータジャケットの下端部に連通するので、下部ウオータジャケットに冷却水を注入する際のエアー抜きが良好になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図８は本発明の一実施例を示すもので、図１はシリンダ壁温制御装置の全体構成を示す図、図２は図１の２方向矢視図、図３はシリンダ壁温と摩擦力との関係を示す図、図４は低エンジン回転数、高エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温を決定する手法を示すグラフ、図５は高エンジン回転数、低エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温を決定する手法を説明するグラフ、図６は低エンジン回転数、低エンジン負荷時、並びに高エンジン回転数、高エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温を決定する手法を説明するグラフ、図７は目標下部シリンダ壁温を決定する手法を説明するグラフ、図８はシリンダ壁温制御ルーチンのフローチャートである。
【００１５】
図１および図２に示すように、エンジンＥのシリンダブロック１１の内部に固定されたシリンダライナー１２に、コネクティングロッド１３を介して図示せぬクランクシャフトに連接されたピストン１４が摺動自在に支持される。シリンダブロック１１の頂面に結合されたシリンダヘッド１５に吸気通路１６および排気通路１７が接続されており、吸気通路１６にスロットルバルブ１８が設けられる。シリンダブロック１１の上部、つまりピストン上死点寄りの位置にはシリンダライナー１２の外周を囲むように上部ウオータジャケット１９が形成され、またシリンダブロック１１の下部、つまりピストン下死点寄りの位置にはシリンダライナー１２の外周を囲むように下部ウオータジャケット２０が形成される。
【００１６】
ラジエータ２１とシリンダブロック１１の上部ウオータジャケット１９とは第１冷却水供給通路２２で接続されており、この第１冷却水供給通路２２に冷却水を圧送する冷却水ポンプ２３が設けられる。冷却水ポンプ２３は、エンジンＥのクランクシャフトにより駆動されるものでも、電気モータにより駆動されるものでも良い。シリンダブロック１１の上部ウオータジャケット１９の下流側に連なるシリンダヘッド１５のウオータジャケット２４は、第１冷却水流量制御バルブ２５を設けた第１冷却水排出通路２６を介してラジエータ２１に接続される。
【００１７】
シリンダヘッド１５のウオータジャケット２４の出口近傍が、第２冷却水流量制御バルブ２７を備えた第２冷却水供給通路２８を介して下部ウオータジャケット２０に接続される。第２冷却水供給通路２８はシリンダブロック１１の側壁に沿って延びるギャラリー２８ａを備えており、このギャラリー２８ａが４本の分岐路２８ｂ…を介して４個のシリンダライナー１２…の近傍における下部ウオータジャケット２０の下端部に接続される。下部ウオータジャケット２０の上端部は、第１冷却水排出通路２６の前記第１冷却水流量制御バルブ２５よりも上流位置に、第２冷却水排出通路２９を介して接続される。
【００１８】
このように、上部ウオータジャケット１９から下部ウオータジャケット２０に供給される冷却水がギャラリー２８ａおよび分岐路２８ｂ…を介して４個のシリンダライナー１２…の近傍に配分されるので、４個のシリンダライナー１２…の下部シリンダ壁温Ｔｂを均一化して燃焼変動やトルク変動を減少させることができる。しかも冷却水は分岐路２８ｂ…を経て下部ウオータジャケット２０の下端部に連通するので、冷却水の注入時に下部ウオータジャケット２０のエアー抜きが良好になる。
【００１９】
上部ウオータジャケット１９、冷却水ポンプ２３および第１冷却水流量制御バルブ２５は本発明の上部冷却回路Ｃｈを構成し、下部ウオータジャケット２０および第２冷却水流量制御バルブ２７は本発明の下部冷却回路Ｃｂを構成する。
【００２０】
シリンダライナー１２の上部（ピストン上死点近傍の位置）の上部シリンダ壁温Ｔｔを検出する上部シリンダ壁温検出手段Ｓａと、シリンダライナー１２の下部（中間部からピストン下死点にかけての位置）の下部シリンダ壁温Ｔｂを検出する下部シリンダ壁温検出手段Ｓｂと、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段Ｓｃと、エンジン負荷Ｌ（スロットル開度あるいは吸気管内絶対圧）を検出するエンジン負荷検出手段Ｓｄとからの信号が入力される電子制御ユニットＵは、上部冷却回路Ｃｔの第１冷却水排出通路２６に設けた第１冷却水流量制御バルブ２５の開度と、下部冷却回路Ｃｂの第２冷却水供給通路２８に設けた第２冷却水流量制御バルブ２７の開度とを制御する。
【００２１】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２２】
図３には、シリンダ壁温Ｔｔ，Ｔｂ（シリンダ壁１２ａの温度）と、ピストン１４およびシリンダ壁１２ａ間の摩擦力との関係が示される。シリンダライナー１２の上部ではピストンスピードは遅いが、燃焼圧力によるピストンスラスト荷重増大のために油膜の形成が困難となり、上部シリンダ壁温Ｔｔが比較的に低温のところで摩擦力は最小になる。
【００２３】
一方、シリンダライナー１２の中間部ではピストンスピードが速いため、潤滑油の引きずり抵抗が増加して摩擦力が大きくなる。またシリンダライナー１２の下部ではピストンスラスト荷重が小さいために、下部シリンダ壁温Ｔｂが上死点側よりも高い壁温まで油膜形成が容易となり、そのために一層潤滑油粘度を低下させたところで摩擦力は最小となる。以上のことから、シリンダライナー１２の中間部および下部では、下部シリンダ壁温Ｔｂを高くするほど摩擦力が減少する。但し、下部シリンダ壁温Ｔｂが高くなり過ぎると、油膜が切れて摺動部が損傷したり、シリンダライナー１２が熱変形したりするため、摩擦力が最小になる下部シリンダ壁温Ｔｂよりも高温側に上限が存在する。
【００２４】
以上のことに鑑み、上部シリンダ壁温Ｔｔの目標値である目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪと、下部シリンダ壁温Ｔｂの目標値である目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪとは、エンジン回転数検出手段Ｓｃで検出したエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷検出手段Ｓｄで検出したエンジン負荷Ｌとに基いて以下のようにマップ検索される。
【００２５】
図４のグラフは、低エンジン回転数、高エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪを検索するマップの基礎となるものであって、そのときのエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷Ｌにおいて燃焼状態が最良になる上部シリンダ壁温Ｔｔが目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪとされる。
【００２６】
図５のグラフは、高エンジン回転数、低エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪを検索するマップの基礎となるものであって、そのときのエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷Ｌにおいて、上部シリンダ壁温Ｔｔをそれ以上低下させてもブローバイガス量が減少しなくなる上部シリンダ壁温Ｔｔが目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪとされる。
【００２７】
図６のグラフは、低エンジン回転数、低エンジン負荷時、並びに高エンジン回転数、高エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪを検索するマップの基礎となるものであって、そのときのエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷Ｌにおいてピストン１４およびシリンダ壁１２ａ間の摩擦力が最小になる上部シリンダ壁温Ｔｔが目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪとされる。
【００２８】
図７のグラフは、全てのエンジン回転数および全てのエンジン負荷において目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪを検索するマップの基礎となるものであって、ピストン１４およびシリンダ壁１２ａ間の摩擦力が最小になる下部シリンダ壁温Ｔｂが目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪとされる。
【００２９】
次に、図８のフローチャートに基づいてシリンダ壁温制御の具体的な内容を説明する。
【００３０】
先ずステップＳ１でエンジンＥが始動すると、続くステップＳ２において上部シリンダ壁温検出手段Ｓａおよび下部シリンダ壁温検出手段Ｓｂでそれぞれ上部シリンダ壁温Ｔｔおよび下部シリンダ壁温Ｔｂを検出する。続いて、ステップＳ３で上部冷却回路Ｃｔの第１冷却水排出通路２６に設けた第１冷却水流量制御バルブ２５を全閉にし、下部冷却回路Ｃｂの第２冷却水供給通路２８に設けた第２冷却水流量制御バルブ２７を全開にすることにより、燃焼熱を受け易いシリンダブロック１１の上部ウオータジャケット１９およびシリンダヘッド１５のウオータジャケット２４を通過して温度上昇した冷却水を下部ウオータジャケット２０に供給してシリンダ壁１２ａの下部を加熱する。
【００３１】
このように、エンジンＥの始動と同時に上部ウオータジャケット１９および下部ウオータジャケット２０間で冷却水を循環させることにより、燃焼熱で下部シリンダ壁温Ｔｂを速やかに上昇させてピストン１４およびシリンダ壁１２ａ間の摩擦力を低減することができる。
【００３２】
続くステップＳ４で下部シリンダ壁温Ｔｂがフィードバック制御開始初期値Ｔｂ０まで上昇すると、上部シリンダ壁温Ｔｔおよび下部シリンダ壁温Ｔｂのフィードバック制御を開始すべく、ステップＳ５においてエンジン回転数検出手段Ｓｃおよびエンジン負荷検出手段Ｓｄでそれぞれエンジン回転数Ｎｅおよびエンジン負荷Ｌを検出した後に、ステップＳ６で目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪおよび目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪをマップ検索する（図４〜図７参照）。
【００３３】
続くステップＳ７で上部シリンダ壁温Ｔｔが目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪ未満であれば、ステップＳ８で上部冷却回路Ｃｔの第１冷却水流量制御バルブ２５の開度を減少させ、ラジエータ２１を通過した低温の冷却水が上部ウオータジャケット１９を通過し難くすることにより、上部シリンダ壁温Ｔｔを目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪに向けて上昇させる。一方、前記ステップＳ７で、上部シリンダ壁温Ｔｔが目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪ以上であれば、ステップＳ９で第１冷却水流量制御バルブ２５の開度を増加させ、ラジエータ２１を通過した低温の冷却水が上部ウオータジャケット１９を通過し易くすることにより、上部シリンダ壁温Ｔｔを目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪに向けて下降させる。
【００３４】
而して、上部シリンダ壁温Ｔｔをフィードバック制御して目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪに収束させることにより、エンジンＥの過熱を防止して耐久性を高めながらシリンダ壁１２ａの上部（ピストン上死点近傍）の油膜の温度を適切に保持し、摩擦力を減少させて摩擦損失を低減することができる。しかも低エンジン回転数、高エンジン負荷時には燃焼状態を最良にするように目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪを決定するので、エンジンＥの異常燃焼を効果的に防止することができ、また高エンジン回転数、低エンジン負荷時にはブローバイガス量が最小になるように目標上部シリンダ壁温ＴｔＯＢＪを決定するので、ブローバイガス量を最小限に抑えることができる。
【００３５】
続くステップＳ１０で下部シリンダ壁温Ｔｂが目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪ未満であれば、ステップＳ１１で下部冷却回路Ｃｂの第２冷却水流量制御バルブ２７の開度を増加させ、シリンダブロック１１の上部ウオータジャケット１９およびシリンダヘッド１５のウオータジャケット２４を通過して加熱された冷却水の下部ウオータジャケット２０への供給量を増加させ、その熱でシリンダブロック１１の下部を加熱して下部シリンダ壁温Ｔｂを目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪに向けて上昇させる。一方、前記ステップＳ１０で下部シリンダ壁温Ｔｂが目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪ以上であれば、ステップＳ１２で第２冷却水流量制御バルブ２７の開度を減少させて高温の冷却水の下部ウオータジャケット２０への供給を減少させることにより、シリンダブロック１１の下部を冷却して下部シリンダ壁温Ｔｂを目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪに向けて下降させる。
【００３６】
而して、シリンダブロック１１の上部ウオータジャケット１９およびシリンダヘッド１５のウオータジャケット２４を通過して加熱された冷却水を下部ウオータジャケット２０に供給して下部シリンダ壁温Ｔｂを上昇させるので、特別の熱源を用いることなく下部シリンダ壁温Ｔｂを速やかに上昇させることができる。また下部ウオータジャケット２０を流れる冷却水の流量を第２冷却水流量制御バルブ２７によって制御することにより、下部シリンダ壁温Ｔｂを目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪに的確に収束させることができる。
【００３７】
また下部シリンダ壁温Ｔｂをフィードバック制御して目標下部シリンダ壁温ＴｂＯＢＪに収束させることにより、シリンダ壁１２ａの下部（中間部およびピストン下死点近傍）の温度を従来よりも高温にして油膜の粘度を低下させることができる。これにより、ピストン１４およびシリンダ壁１２ａの摺動部の摩擦力を減少させて摩擦損失を低減し、出力の向上と燃料消費量の節減とを図ることができ、併せてシリンダ壁１２ａへの付着油膜を減少させて潤滑油消費量を節減することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３９】
例えば、実施例のエンジンＥはシリンダライナー１２を備えているが、本発明はシリンダライナー１２を持たないエンジンＥに対しても適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、エンジンの状態を表す複数のパラメータと上部シリンダ壁温及び下部シリンダ壁温との関係を示す複数のマップを有していて、それらマップならびに前記エンジン回転数及び前記エンジン負荷に基づいて目標上部シリンダ壁温と目標下部シリンダ壁温とを検索する電子制御ユニットが、上部シリンダ壁温と下部シリンダ壁温とを目標上部シリンダ壁温と目標下部シリンダ壁温とにそれぞれ収束させるべく、ラジエータからの冷却水を前記上部ウオータジャケットとシリンダヘッドのウオータジャケットとを経てラジエータに戻すための上部冷却回路に設けられた第１冷却水流量制御バルブと、シリンダヘッドのウオータジャケットから出た冷却水を前記下部ウオータジャケットを経てラジエータに戻すための下部冷却回路に設けられた前記第２冷却水流量制御バルブとを、それぞれフィードバック制御して、シリンダ壁のピストン上死点側に臨む上部ウオータジャケットを通過して温度上昇した冷却水をピストン下死点側に臨む下部ウオータジャケットに供給するので、冷却水をシリンダブロックの下部から上部に向けて流す従来のものに比べて、下部シリンダ壁温を高めることができる。これにより、シリンダ壁のピストン下死点側の油膜温度をできるだけ高くして粘度を低下させ、摩擦力を減少させてエンジン出力の向上、燃料消費量の低減、潤滑油消費量の節減を図ることができる。
【００４１】
また請求項３に記載された発明によれば、上部ウオータジャケットからシリンダヘッドのウオータジャケットを経て下部ウオータジャケットに供給される冷却水がギャラリーを介して各シリンダ毎に独立して流入するので、各シリンダの壁温を均一化して燃焼変動やトルク変動を減少させることができる。しかもギャラリーは下部ウオータジャケットの下端部に連通するので、下部ウオータジャケットに冷却水を注入する際のエアー抜きが良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  シリンダ壁温制御装置の全体構成を示す図
【図２】  図１の２方向矢視図
【図３】  シリンダ壁温と摩擦力との関係を示す図
【図４】  低エンジン回転数、高エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温を決定する手法を説明する図
【図５】  高エンジン回転数、低エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温を決定する手法を説明するグラフ
【図６】  低エンジン回転数、低エンジン負荷時、並びに高エンジン回転数、高エンジン負荷時の目標上部シリンダ壁温を決定する手法を説明するグラフ
【図７】  目標下部シリンダ壁温を決定する手法を説明するグラフ
【図８】  シリンダ壁温制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
１２        シリンダライナー（シリンダ）
１２ａ      シリンダ壁
１４        ピストン
１５ シリンダヘッド
１９        上部ウオータジャケット
２０        下部ウオータジャケット
２１        ラジエータ
２４ シリンダヘッドのウオータジャケット
２５ 第１冷却水流量制御バルブ
２７ 第２冷却水流量制御バルブ
２８ａ      ギャラリー
Ｃｔ        上部冷却回路
Ｃｂ        下部冷却回路
Ｌ エンジン負荷
Ｎｅ エンジン回転数
Ｓａ 上部シリンダ壁温検出手段
Ｓｂ 下部シリンダ壁温検出手段
Ｓｃ エンジン回転数検出手段
Ｓｄ エンジン負荷検出手段
Ｔｔ 上部シリンダ壁温
Ｔｂ 下部シリンダ壁温
ＴｔＯＢＪ 目標上部シリンダ壁温
ＴｂＯＢＪ 目標下部シリンダ壁温
Ｕ 電子制御ユニット
【図１】
0004125460.tif 000002
【図２】
0004125460.tif 000003
【図３】
0004125460.tif 000004
【図４】
0004125460.tif 000005
【図５】
0004125460.tif 000006
【図６】
0004125460.tif 000007
【図７】
0004125460.tif 000008
【図８】
0004125460.tif 000009