特開 2023-145868 内燃機関の冷却構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023145868

(43)【公開日】2023-10-12

(54)【発明の名称】内燃機関の冷却構造

(51)【国際特許分類】

   F01P 3/20 20060101AFI20231004BHJP

   F01P 7/16 20060101ALI20231004BHJP

   F01P 11/08 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

F01P3/20 A

F01P7/16

F01P3/20 B

F01P7/16 504A

F01P11/08 B

F01P7/16 504B

F01P7/16 504Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022052743

(22)【出願日】2022-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】阪本 直輝

(72)【発明者】

【氏名】伊賀 將隆

(72)【発明者】

【氏名】石田 哲朗

(72)【発明者】

【氏名】大田 晴信

(72)【発明者】

【氏名】中井 隆司

(72)【発明者】

【氏名】信ヶ原 恵

(72)【発明者】

【氏名】芦田 浩彦

(57)【要約】

【課題】オイル冷却装置と、排気循環ガス冷却装置と、が最適な通路に設ける内燃機関の冷却構造を提供する。
【解決手段】内燃機関本体を冷却する内燃機関の冷却構造であって、前記内燃機関の排気を循環する排気循環装置に流れる排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置と、前記内燃機関に充填されるオイルを冷却するオイル冷却装置と、前記内燃機関本体に設けられ、冷却水が通過する第１通路と、前記排気循環ガス冷却装置に冷却水を供給する第２通路と、前記オイル冷却装置に冷却水を供給する第３通路と、前記第１通路、前記第２通路、および前記第３通路への冷却水の流量を制御する流量制御弁と、を備える。前記第２通路は、前記第１通路を経由せずに冷却水が前記排気循環ガス冷却装置に供給される通路であり、前記第３通路は、前記第１通路を経由した冷却水が前記オイル冷却装置に供給される通路である。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関本体を冷却する内燃機関の冷却構造であって、
前記内燃機関の排気を循環する排気循環装置に流れる排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置と、
前記内燃機関に充填されるオイルを冷却するオイル冷却装置と、
前記内燃機関本体に設けられ、冷却水が通過する第１通路と、
前記排気循環ガス冷却装置に冷却水を供給する第２通路と、
前記オイル冷却装置に冷却水を供給する第３通路と、前記第１通路、前記第２通路、および前記第３通路への冷却水の流量を制御する流量制御弁と、
を備え、
前記第２通路は、前記第１通路を経由せずに冷却水が前記排気循環ガス冷却装置に供給される通路であり、
前記第３通路は、前記第１通路を経由した冷却水が前記オイル冷却装置に供給される通路である、
内燃機関の冷却構造。

【請求項2】

前記オイル冷却装置は、前記内燃機関本体に固定される、
請求項１に記載の内燃機関の冷却構造。

【請求項3】

前記冷却水を冷却するラジエタと、
前記ラジエタに前記冷却水を供給する第４通路と、
をさらに備え、
前記第３通路は、第１接続部で前記第１通路に接続され、
前記第４通路は、前記第１接続部よりも下流の第２接続部で前記第１通路に接続される、
請求項１または２に記載の内燃機関の冷却構造。

【請求項4】

前記ラジエタは、前記第４通路に接続される上流通路と、前記上流通路の下流に設けられる下流通路と、前記上流通路と前記下流通路の間に位置し両通路に接続される熱交換部と、を有し、
前記下流通路から前記流量制御弁に接続される第５通路と、
前記上流通路から前記２通路に接続される第６通路と、
前記第４通路に設けられ、前記冷却水の温度を検知する温度検知部と、
前記温度検知部により検知した温度に基づいて前記流量制御弁を制御する制御装置と、
をさらに備える、
請求項３に記載の内燃機関の冷却構造。

【請求項5】

前記第６通路に、前記冷却水と空気との層を形成するホットボトルが設けられる、
請求項４に記載の内燃機関の冷却構造。

【請求項6】

前記内燃機関の前記排気によって駆動し、前記内燃機関の吸気を過給する過給機を有し、
前記第１通路と接続され、前記過給機を通過して前記ホットボトルに接続される、
第７通路をさらに備える、
請求項５に記載の内燃機関の冷却構造。

【請求項7】

前記第４通路から分岐し前記第２通路に接続される第８通路をさらに備え、
前記第８通路は、前記排気循環ガスの量を調整する排気循環バルブに前記冷却水を供給する、
請求項３から５のいずれか１項に記載の内燃機関の冷却構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の冷却構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、内燃機関のシリンダヘッドおよび排気循環装置などの冷却が必要な部品に冷却水を供給する通路を備えた内燃機関の冷却構造が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。このような内燃機関の冷却構造は、ラジエタに冷却水を供給する通路を有し、ラジエタによって冷却水が冷却される。特許文献１および特許文献２は、各通路の流量を制御する流量制御弁を有し、各通路に最適な流量の冷却水が流れるように制御する内燃機関の冷却構造を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１６８７５５号公報

【特許文献2】特許５６９９８３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１および特許文献２の冷却構造は、シリンダヘッドを含む内燃機関本体を通過しない通路を有する。特許文献１および特許文献２には、内燃機関本体を通過しない通路上に排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置が設けられる内燃機関の冷却構造が開示されている。しかし、特許文献１および特許文献２には、内燃機関のオイルを冷却するオイル冷却装置については、どのような通路なのかは開示されていない。

【0005】

本開示の課題は、オイル冷却装置と、排気循環ガス冷却装置と、が最適な通路に設けられる内燃機関の冷却構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る内燃機関の冷却構造は、内燃機関本体を冷却する内燃機関の冷却構造であって、前記内燃機関の排気を循環する排気循環装置に流れる排気循環ガスを冷却する排気循環ガス冷却装置と、前記内燃機関に充填されるオイルを冷却するオイル冷却装置と、前記内燃機関本体に設けられ、冷却水が通過する第１通路と、前記排気循環ガス冷却装置に冷却水を供給する第２通路と、前記オイル冷却装置に冷却水を供給する第３通路と、前記第１通路、前記第２通路、および前記第３通路への冷却水の流量を制御する流量制御弁と、を備える。前記第２通路は、前記第１通路を経由せずに冷却水が前記排気循環ガス冷却装置に供給される通路であり、前記第３通路は、前記第１通路を経由した冷却水が前記オイル冷却装置に供給される通路である。

【0007】

この内燃機関の冷却構造によれば、流量制御弁によって、例えば内燃機関の暖機初期は、内燃機関本体を介さずに、排気循環ガス冷却装置に冷却水を流すことができる。これによって、この内燃機関の冷却構造によれば、暖機促進を図ることができる。さらに、この内燃機関の冷却構造によれば、内燃機関の暖機中期以降に、オイル冷却装置に接続される通路を、流量制御弁によって開くことによって、適切なタイミングで内燃機関の熱を利用してオイルを温めることができる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、オイル冷却装置と、排気循環ガス冷却装置と、が最適な通路に設けられる内燃機関の冷却構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態による内燃機関の制御構造のシステム図。

【図2】本開示の実施形態による内燃機関２の暖機中におけるロータリバルブの回転角度に対する角通路の開口面積（開度）と時刻の関係の一例を示すタイミングチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、冷却水が流れる方向を基準として、上流を上流と、下流を下流と、明細書に記す。なお、ポンプの吐出口を最上流、ポンプの流入口を最下流と定義する。

【0011】

図１に示すように、内燃機関２の冷却構造１は、内燃機関２の種々の装置を冷却する装置である。内燃機関２の冷却構造１は、流量制御弁（Ｖ）４と、ウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）６と、シリンダブロック（Ｃ／Ｂ）８と、シリンダヘッド（Ｃ／Ｈ）１０と、アウトレットフィッチング（Ｏ／Ｆ）１２と、高圧排気循環ガスクーラ（ＨＰ－ＥＧＲ／Ｃ：排気循環ガス冷却装置の一例）１４と、ヒータコア（Ｈ／Ｃ）１６と、高圧排気循環バルブ（ＨＰ－ＥＧＲ／Ｖ）１８と、低圧排気循環バルブ２０と、エンジンオイルクーラ（Ｏ／Ｃ：オイル冷却装置の一例）２２と、過給機（Ｔ／Ｃ）２４と、ラジエタ（ＲＡ）３０と、ホットボトル（ＨＢ）３２と、を備える。内燃機関２の冷却構造１は、制御装置４０を含み、制御装置４０が流量制御弁４と電気的に接続され、内燃機関２の冷却システムを構成する。本実施形態では、内燃機関２は、車両に搭載され、ピストン（図示せず）がクランクシャフトを回転させるレシプロ型の内燃機関２である。また、本実施形態では、内燃機関２は高圧排気循環装置と、低圧排気循環装置を有するディーゼルエンジンである。しかし、内燃機関２はガソリンエンジンであってもよい。

【0012】

また、内燃機関２の冷却構造１は、冷却水を種々の装置に供給する複数の通路を備える。本実施形態では、主機冷却通路（第１通路の一例）Ｋと、第１ラジエタ通路Ａと、第２ラジエタ通路（第４通路の一例）Ｂと、ラジエタコア通路（第５通路の一例）Ｃと、高圧排気循環ガスクーラ通路（第２通路の一例）Ｄと、排気循環バルブ冷却通路（第８通路の一例）Ｅと、ホットボトル通路Ｆと、過給機冷却通路（第７通路の一例）Ｇと、ラジエタコアバイパス通路（第６通路の一例）Ｈと、エンジンオイルクーラ通路（第３通路の一例）Ｉと、を備える。

【0013】

流量制御弁４は、通路に流れる冷却水の量を調整する装置である。本実施形態では、ラジエタコア通路Ｃ、高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄ、およびエンジンオイルクーラ通路Ｉ（以下明細書において各通路という場合もある）に流れる冷却水の量を調整する装置である。本実施形態では、流量制御弁４は、各通路から流量制御弁４に冷却水が入るポートの開度を可変することによって、各通路に流れる冷却水の流量を制御する。本実施形態では、流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａを有するロータリ式バルブである。流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａを回転させることによって、各通路のポートの開口面積の大きさを変化させる。これによって、流量制御弁４は、各通路に流れる冷却水の流量を制御できる。流量制御弁４は、制御装置４０と電気的に接続され、制御装置４０によってバルブの回転角度が制御される。また、流量制御弁４は、ロータリバルブ４ａの回転角度ωを検知する回転角センサ（図示せず）を有し、ロータリバルブ４ａの回転角度ωを制御装置４０に送信する。

【0014】

流量制御弁４の下流には、冷却水を各通路に供給するウォータポンプ６が接続される。本実施形態では、ウォータポンプ６は、内燃機関２のクランクシャフトから駆動力を得てインペラが回転する機械式のポンプである。

【0015】

ウォータポンプ６の下流には、主機冷却通路Ｋが接続される。主機冷却通路Ｋは、シリンダブロック８のシリンダ（図示せず）の周囲に形成される第１ウォータジャケット（図示なし）、およびシリンダヘッドの排気ポート近傍に形成される第２ウォータジャケット（図示なし）を含む。主機冷却通路Ｋは、第１ウォータジャケットおよび第２ウォータジャケットを通り、アウトレットフィッチング１２まで延びる通路である。主機冷却通路Ｋは、第１ウォータジャケットおよび第２ウォータジャケットを冷却水が通過することによって、シリンダブロック８およびシリンダヘッド１０（内燃機関本体の一例）を冷却する。

【0016】

主機冷却通路Ｋは、アウトレットフィッチング１２の上流でエンジンオイルクーラ通路Ｉが接続される第１接続部Ｋ１と、アウトレットフィッチング１２を介して第２ラジエタ通路Ｂが接続される第２接続部Ｋ２と、を有する。第２接続部Ｋ２は、第１接続部Ｋ１の下流に配置される。第２ラジエタ通路Ｂは、ラジエタ３０に冷却水を供給し、ラジエタ３０によって冷却水の温度が下がる。このため、主機冷却通路Ｋを通過し内燃機関本体の熱を極力多く吸収した冷却水をラジエタ３０に供給することによって、内燃機関本体を冷却することが好ましい。一方、エンジンオイルクーラ通路Ｉを通過する冷却水は、エンジンオイルクーラ２２に供給され、エンジンオイルを冷却する必要がある。このため、エンジンオイルクーラ通路Ｉは極力温度が低い方が好ましい。本実施形態の内燃機関２の冷却構造１では、上記のように第２接続部Ｋ２は、第１接続部Ｋ１の下流に配置する。言い換えると、エンジンオイルクーラ通路Ｉに供給される冷却水は、第２ラジエタ通路Ｂに供給される冷却水よりも、内燃機関本体を通過する距離が短い。これによって、エンジンオイルクーラ通路Ｉに第２ラジエタ通路Ｂよりも温度の低い冷却水を供給する。このため、より効率的にエンジンオイルを冷却できる。

【0017】

アウトレットフィッチング１２は、シリンダブロック８およびシリンダヘッド１０を通過した冷却水を、第２ラジエタ通路Ｂに分配する筒状部材である。本実施形態では、アウトレットフィッチング１２は、シリンダブロック８の第１ウォータジャケットの最下流に取り付けられる。アウトレットフィッチング１２には水温センサ（温度検知部の一例）１５が配置される。水温センサ１５は制御装置４０と電気的に接続される。

【0018】

本実施形態の内燃機関２は、過給機２４で過給された吸気に内燃機関２の排気を循環する高圧排気循環装置を有する。さらに、内燃機関２は、過給機２４で過給される前の吸気に内燃機関２の排気を循環する低圧排気循環装置を有する。

【0019】

高圧排気循環装置は、高圧排気循環バルブ１８によって吸気への導入量が制御される。また、高圧排気循環装置によって循環される排気循環ガスは、高圧排気循環ガスクーラ１４によって冷却される。高圧排気循環ガスクーラ１４は、高圧排気循環ガスを、冷却水によって冷却する熱交換器である。低圧排気循環装置は、低圧排気循環バルブ２０によって吸気への導入量が制御される。

【0020】

ヒータコア１６は、車両の室内に空調風を供給する空調装置（図示なし）の熱交換器である。ヒータコア１６は、冷却水から熱を吸収し、空調風を温める。

【0021】

高圧排気循環ガスクーラ１４、およびヒータコア１６は、高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄ上に配置される。本実施形態では、高圧排気循環ガスクーラ１４の下流にヒータコア１６が配置される。高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄの上流は、ウォータポンプ６に接続される。高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄの下流は、主機冷却通路Ｋを通ることなく、高圧排気循環ガスクーラ１４、およびヒータコア１６に接続される。高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄは、このように内燃機関本体を通過せず、ゴムまたは樹脂のホース、または金属製のパイプなどによって内燃機関２の周囲に形成される通路である。高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄは、ヒータコア１６の下流が流量制御弁４の第１ポート４ｂに接続される。

【0022】

高圧排気循環バルブ１８、および低圧排気循環バルブ２０は、排気循環バルブ冷却通路Ｅ上に配置される。本実施形態では、高圧排気循環バルブ１８の下流に低圧排気循環バルブ２０が配置される。排気循環バルブ冷却通路Ｅは、高圧排気循環バルブ１８の上流が第２ラジエタ通路Ｂのラジエタ３０上流に接続される。排気循環バルブ冷却通路Ｅは、低圧排気循環バルブ２０の下流が高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄのヒータコア１６の下流に接続される。これによって、第１ポート４ｂが開弁すると高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄ、および排気循環バルブ冷却通路Ｅに冷却水が流れる。高圧排気循環バルブ１８は排気と触れるため、暖機中であってもなるべく早く高圧排気循環バルブ１８を冷却することが好ましい。

【0023】

エンジンオイルクーラ２２は、内燃機関２に充填されるエンジンオイルと冷却水を熱交換し、エンジンオイルを昇温もしくは冷却する熱交換器である。本実施形態では、エンジンオイルクーラ２２は、内燃機関本体に取り付けられる。より具体的には、エンジンオイルクーラ２２は、シリンダブロック８に固定される。これによって、エンジンオイルクーラ２２に冷却水を流す前から、内燃機関２の熱によってエンジンオイルクーラ２２を温めることができる。この結果、早期にエンジンオイルが温まり、冷態時のエンジンオイルによるフリクションが低下する。

【0024】

エンジンオイルクーラ２２は、エンジンオイルクーラ通路Ｉ上に配置される。エンジンオイルクーラ通路Ｉは、エンジンオイルクーラ２２の上流が主機冷却通路Ｋの第１接続部Ｋ１に接続される。エンジンオイルクーラ通路Ｉは、このように内燃機関本体を通過した冷却水がエンジンオイルクーラ２２に流れ込むように内燃機関本体に接続される。エンジンオイルクーラ通路Ｉは、エンジンオイルクーラ２２の下流が流量制御弁４の第２ポート４ｃに接続される。

【0025】

このように、本実施形態の内燃機関２の冷却構造１では、高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄが内燃機関本体を通過せず、エンジンオイルクーラ通路Ｉは、内燃機関本体を通過する。これによって、内燃機関２の暖機初期は、内燃機関本体を介さずに高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄだけに冷却水を流すことで、高圧排気循環ガスクーラ１４の冷却効率を向上させることができるとともに、内燃機関本体の暖機促進を図ることができる。さらに、内燃機関２の暖機中期以降に、エンジンオイルクーラ通路Ｉを開くことで適切なタイミングで内燃機関２の熱を利用してエンジンオイルを温めることができる。

【0026】

過給機２４は、内燃機関２の吸気を過給する装置である。過給機２４は、主機冷却通路Ｋから分岐した過給機冷却通路Ｇが接続され、過給機２４のタービン軸を冷却する。過給機冷却通路Ｇは、過給機２４の下流がホットボトル３２と接続される。

【0027】

ラジエタ３０は、上流通路３０ａと、上流通路３０ａの下流に接続されるラジエタコア（熱交換部の一例）３０ｂと、ラジエタコア３０ｂの下流に接続される下流通路３０ｃと、を有する。言い換えると、ラジエタコア３０ｂは、上流通路３０ａおよび下流通路３０ｃ（両通路）に接続される。ラジエタコア３０ｂは、ラジエタコア３０ｂは、複数のフィンを有し、冷却水と車両の外気とを熱交換し、冷却水を冷却するための熱交換器である。ラジエタ３０の上流通路３０ａは、第１ラジエタ通路Ａと、第２ラジエタ通路Ｂと、ラジエタコアバイパス通路Ｈに接続される。第１ラジエタ通路Ａは、シリンダヘッド１０の主機冷却通路Ｋと接続される。第２ラジエタ通路Ｂは、主機冷却通路Ｋの第２接続部Ｋ２に接続される。したがって、第１ラジエタ通路Ａ、および第２ラジエタ通路Ｂは、主機冷却通路Ｋから冷却水を上流通路３０ａに供給する通路である。ラジエタコアバイパス通路Ｈは、ホットボトル３２に接続される。ラジエタコアバイパス通路Ｈは、ラジエタコア３０ｂを通過しない冷却水をホットボトル３２に供給する通路である。ラジエタ３０の下流通路３０ｃは、流量制御弁４の第３ポート４ｄに接続されるラジエタコア通路Ｃに接続される。

【0028】

ホットボトル３２は、冷却水を一時貯蔵するリザーバタンクとして機能するとともに、冷却水中のエア抜きを行うためのタンクである。ホットボトル３２は、冷却水と空気との層を形成する。ホットボトル３２は、ホットボトル通路Ｆ上に配置される。ホットボトル３２の上流は、ラジエタコアバイパス通路Ｈと、過給機冷却通路Ｇに接続される。また、ホットボトル通路Ｆの下流は、高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄに接続される。これによって、暖機中から冷却水のエア抜きができる。さらに、過給機２４は排気と触れるため冷却水が高温となり、冷却水内のエアの圧力も上昇しやすい。過給機冷却通路Ｇをホットボトル３２と接続することによって、エアの圧力上昇を抑制するバッファとして機能する。

【0029】

制御装置４０は、水温センサ１５によって取得した水温ＷＴ、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、などに応じて流量制御弁４を制御し、冷却水の流量を制御する装置である。より具体的には、制御装置４０は、水温ＷＴ、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、に応じて各通路に流す冷却水の流量を決定する。制御装置４０は、決定した冷却水の流量に基づいて、各通路（第１ポート４ｂ、第２ポート４ｃ、第３ポート４ｄ）の開度を調整するバルブの目標開度Ｏｔを決定し、目標開度Ｏｔに向けて流量制御弁４を制御する。

【0030】

図２のグラフは、横軸にロータリバルブ４ａの回転角度ωを示し、縦軸が開口面積（開度Ｏ）を示す。本実施形態では、制御装置４０は、ロータリバルブ４ａの回転角度を制御することによって、各通路に流れる冷却水の流量を制御する。このため、制御装置４０は、図２のグラフに示すような開度Ｏとロータリバルブ４ａの回転角度ωとの関係を示したテーブルを記憶している。

【0031】

制御装置４０は、内燃機関２が冷態始動し暖機する際に、第１ポート４ｂ、第２ポート４ｃ、第３ポート４ｄの順で開く。図２の破線で示すグラフが第１ポート４ｂの開度Ｏ１を示す。図２の一点鎖線で示すグラフが第２ポート４ｃの開度Ｏ２を示す。図２の実線で示すグラフが第３ポート４ｄの開度Ｏ３を示す。

【0032】

図２の時刻ｔ０から時刻ｔ１に示すように、第１ポート４ｂを開弁する前は、各通路に冷却水は流れない。図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２に示すように、暖機初期において制御装置４０が第１ポート４ｂを第１開度Ｏ１ａ（本実施形態では７０度程度）まで緩やかに開くと、第１ラジエタ通路Ａ及び、第２ラジエタ通路Ｂにわずかに冷却水が流れる。第１ラジエタ通路Ａおよび第２ラジエタ通路Ｂを通過した冷却水は、ラジエタコア３０ｂを通過せずに、上流通路３０ａ、ラジエタコアバイパス通路Ｈを通過してホットボトル３２に流れる。これによって、冷却水のエア抜きができる。さらに、第２ラジエタ通路Ｂにも冷却水が流れるため、主機冷却通路Ｋにもわずかに冷却水が流れ、水温センサ１５によって主機冷却通路Ｋの水温ＷＴを検知できる。これによって、制御装置４０が内燃機関２の温度状態を取得できる。

【0033】

また、第１ポート４ｂを開弁すると、高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄ、排気循環バルブ冷却通路Ｅ、および過給機冷却通路Ｇに冷却水が流れる。これによって、主として排気に触れ高温になりやすい、高圧排気循環ガスクーラ１４、高圧排気循環バルブ１８、低圧排気循環バルブ２０、および過給機２４を冷却できるとともに、排気熱を冷却水によって回収できるため、内燃機関２の暖機が促進できる。

【0034】

図２の時刻ｔ１から時刻ｔ２に示すように、暖機中期において、制御装置４０は、第１ポート４ｂを第２開度Ｏ１ｂまで大きくし、主として高圧排気循環ガスクーラ通路Ｄ、排気循環バルブ冷却通路Ｅ、および過給機冷却通路Ｇの冷却を強化する。

【0035】

図２の時刻ｔ３から時刻ｔ４に示すように、暖機後期において、制御装置４０は、第２ポート４ｃを第３開度Ｏ２ａまで緩やかに開弁し、主機冷却通路Ｋに流れる冷却水量を増量するとともに、エンジンオイルクーラ通路Ｉを介してエンジンオイルクーラ２２に冷却水を供給する。これによって、主機冷却通路Ｋで内燃機関２の熱を吸収した冷却水がエンジンオイルクーラ２２に流れ、エンジンオイルを温める。このため、エンジンオイルの粘度が低下し、暖機中の内燃機関２のフリクションが減少する。

【0036】

また制御装置４０は、第２ポート４ｃを開弁したのち第３ポート４ｄを緩やかに開弁し、ラジエタコア通路Ｃに冷却水を徐々に流し、ラジエタコア３０ｂに冷却水を徐々に供給する。その後、制御装置４０は、第２ポート４ｃを第４開度Ｏ２ｂまで開弁し、エンジンオイルクーラ通路Ｉに流れる冷却水の流量を増量し、エンジンオイルの冷却を開始する。

【0037】

図２の時刻ｔ４から時刻ｔ５に示すように、内燃機関２の暖機が完了すると制御装置４０が第３ポート４ｄを最大開度Ｏ３ａまで開き、ラジエタコア通路Ｃに流れる冷却水の流量を増量するとともに、ラジエタコア３０ｂによって冷却水を冷却する。制御装置４０は、例えば水温ＷＴが８０℃を超えた場合に、内燃機関２の暖機が完了したと判断してもよい。

【0038】

図２の時刻ｔ５から時刻ｔ６は、暖機完了後に高圧排気循環ガス、および低圧排気循環ガスの導入量が減少した場合を示す。制御装置４０は、高圧排気循環バルブ１８、および低圧排気循環バルブ２０の開度に合わせて、第１ポート４ｂを閉弁方向に制御してもよい。

【0039】

また、制御装置４０は、暖機完了後は上記の時刻ｔ５から時刻ｔ６の制御のみならず、水温ＷＴ、車両の走行状態、内燃機関２の運転状態、に応じて各通路に流す冷却水の流量に基づいて各通路の目標開度Оｔを決定してもよい。制御装置４０は、目標開度Ｏｔに対応した目標回転角度ωｔを、図２のように記憶したテーブルに基づいて決定してもよい。制御装置４０は、目標回転角度ωｔに向けてロータリバルブ４ａを回転させてもよい。制御装置４０は、この間、回転角センサから実際の実回転角度ωｒを取得し、実回転角度が追従しているか否か監視してもよい。

【0040】

また、制御装置４０は、高圧排気循環ガスおよび低圧排気循環ガスの導入割合を決定し、高圧排気循環ガスおよび低圧排気循環ガスの導入量が、吸気量に対して決定した導入割合となるように、高圧排気循環バルブ１８および低圧排気循環バルブ２０の開度を制御する。制御装置４０は、内燃機関２の運転領域ごとに高圧排気循環ガスおよび低圧排気循環ガスの導入割合を定めたマップに基づいて高圧排気循環ガスおよび低圧排気循環ガスの導入割合を決定してもよい。

【0041】

このほか、制御装置４０は、エアフロセンサ（図示なし）、およびアクセルポジションセンサ（図示なし）などのセンサから取得した値に基づいて、内燃機関２が所望の運転状態となるように、燃料噴射弁（図示なし）、および過給機２４の過給圧、などの各装置の制御を実行してもよい。

【0042】

制御装置４０は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等とを含むマイクロコンピュータによって構成されるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒоｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。制御装置４０は、メモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、内燃機関２が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

【0043】

以上説明した通り、本開示の内燃機関２の冷却構造１によれば、流量制御弁４によって、例えば内燃機関２の暖機初期は、内燃機関本体を介さずに高圧排気循環ガスクーラ１４に冷却水を流すことができる。これによって、冷えた冷却水が内燃機関本体を通過することなく、高圧排気循環ガスクーラ１４に流れ、高圧排気循環ガスを冷却するとともに、高圧排気循環ガスクーラ１４によって排気熱を回収する。排気熱を回収し温まった冷却水は、内燃機関２に戻り主機冷却通路Ｋに流れる。この結果、高圧排気循環ガスを効率よく冷却できるとともに、内燃機関２の暖機の促進を図ることができる。さらに、この内燃機関２の冷却構造１によれば、内燃機関２の暖機中期以降に、エンジンオイルクーラ２２に接続される通路を、流量制御弁４によって開くことによって、内燃機関２の熱を利用してエンジンオイルを温めることができる。これによって、エンジンオイルの粘度が下がり、暖機中の内燃機関２のフリクションが減少する。

【0044】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0045】

（ａ）上記実施形態では、流量制御弁４はロータリバルブ４ａを例に用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。流量制御弁４は、例えば、各通路の流量をスライド式のバルブによって制御する流量制御弁４であってもよい。また、流量制御弁４は、第１ポート４ｂから第３ポート４ｄをそれぞれ開閉する複数の電気式のバルブであってもよい。

【0046】

（ｂ）上記実施形態では、図２の各通路の開口面積とロータリバルブ４ａの回転角度ωの関係を示したテーブルを制御装置４０が記憶し、テーブルに基づいて各通路に流れる冷却水の流量を制御装置４０が制御する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。制御装置４０は、例えば、流量を検知するセンサ等を用いて、流量制御弁４を制御してもよい。また、図２の各通路の開口面積と、ロータリバルブ４ａの回転角度ωは、適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0047】

１ ：冷却構造
２ ：内燃機関
４ ：流量制御弁
１４ ：高圧排気循環ガスクーラ（排気循環装置の一例）
２２ ：エンジンオイルクーラ（オイル冷却装置の一例）
２４ ：過給機
３０ ：ラジエタ
３０ｂ ：ラジエタコア（熱交換部の一例）
Ｋ ：主機冷却通路（第１通路の一例）
Ａ ：第１ラジエタ通路Ａ
Ｂ ：第２ラジエタ通路（第４通路の一例）
Ｃ ：ラジエタコア通路（第５通路の一例）
Ｄ ：高圧排気循環ガスクーラ通路（第２通路の一例）
Ｅ ：排気循環バルブ温水通路（第８通路の一例）
Ｆ ：ホットボトル通路
Ｇ ：過給機冷却通路（第７通路の一例）
Ｈ ：ラジエタコアバイパス通路（第６通路の一例）
Ｉ ：エンジンオイルクーラ通路（第３通路の一例）

【図1】

【図2】