JP5565283B2 - Cooling device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine.
内燃機関の冷却装置は、内燃機関のシリンダブロックおよびシリンダヘッドの内部にそれぞれ形成された冷却水流路(ウォータジャケット)、熱交換器としてのラジエータ、冷却水(冷媒)を圧送するウォータポンプなどを備えた構成とされる。そして、ウォータポンプによりシリンダブロックおよびシリンダヘッドの各ウォータジャケットを経由して冷却水を循環させることによって、シリンダブロックおよびシリンダヘッドをそれぞれ冷却するようにしている。 A cooling device for an internal combustion engine includes a cooling water flow path (water jacket) formed inside a cylinder block and a cylinder head of the internal combustion engine, a radiator as a heat exchanger, a water pump that pumps cooling water (refrigerant), and the like. The configuration is The cylinder block and the cylinder head are cooled by circulating water through the water jackets of the cylinder block and the cylinder head by a water pump.
そのような内燃機関の冷却装置においては、内燃機関の運転状態に応じてシリンダブロックおよびシリンダヘッドの各ウォータジャケットに供給する冷却水の流量を制御することが好ましい。例えば、特許文献1には、シリンダヘッドのウォータジャケットを吸気側流路と排気側流路とに分け、吸気側流路と排気側流路との各冷却水の流量を流量制御弁によって制御することが示されている。この特許文献1に記載の内燃機関の冷却装置では、内燃機関が低負荷運転状態ではない場合、流量制御弁を開放して排気側流路に供給する冷却水の流量を増加させている。 In such a cooling device for an internal combustion engine, it is preferable to control the flow rate of cooling water supplied to each water jacket of the cylinder block and the cylinder head in accordance with the operating state of the internal combustion engine. For example, in Patent Document 1, a water jacket of a cylinder head is divided into an intake side flow path and an exhaust side flow path, and the flow rate of each cooling water in the intake side flow path and the exhaust side flow path is controlled by a flow control valve. It has been shown. In the cooling apparatus for an internal combustion engine described in Patent Document 1, when the internal combustion engine is not in a low load operation state, the flow rate control valve is opened to increase the flow rate of the cooling water supplied to the exhaust side flow path.
しかし、上記特許文献1に記載の内燃機関の冷却装置では、内燃機関が低負荷運転状態ではない場合、言い換えれば、通常運転状態の場合および高負荷運転状態の場合には、シリンダヘッドの吸気側流路および排気側流路の両方に冷却水が常に循環される。このため、内燃機関の運転状態に応じたきめ細やかな冷却水の流量制御を行うことができない。したがって、この点において改良の余地がある。 However, in the cooling apparatus for an internal combustion engine described in Patent Document 1, when the internal combustion engine is not in a low load operation state, in other words, in a normal operation state and a high load operation state, the intake side of the cylinder head Cooling water is always circulated in both the flow path and the exhaust side flow path. For this reason, it is not possible to perform fine cooling water flow control according to the operating state of the internal combustion engine. Therefore, there is room for improvement in this respect.
本発明は、そのような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の運転状態に応じたきめ細やかな冷却水の流量制御を行うことが可能な内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a cooling device for an internal combustion engine capable of finely controlling the flow rate of cooling water according to the operating state of the internal combustion engine. Objective.
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、シリンダブロックに設けられたウォータジャケットに供給される冷却水の流量と、シリンダヘッドに設けられたウォータジャケットに供給される冷却水の流量とがそれぞれ独立に制御される内燃機関の冷却装置であって、上記シリンダヘッドのウォータジャケットは、上記シリンダブロックのウォータジャケットの下流側にそれぞれ連通されるメインジャケットとサブジャケットとの2つの流路に分けられており、上記シリンダブロックのウォータジャケットの上流側には、第1電動ウォータポンプが配設され、上記サブジャケットの下流側には、第2電動ウォータポンプが配設されており、上記第1電動ウォータポンプの上流側であって第2電動ウォータポンプの下流側にラジエータが配設されており、内燃機関の運転状態に応じて、上記第1、第2電動ウォータポンプの作動制御が独立して行われ、内燃機関の通常運転状態では、上記第2電動ウォータポンプが停止され、上記第1電動ウォータポンプのみが駆動され、通常運転状態よりも負荷の高い内燃機関の高負荷運転状態では、上記第1、第2電動ウォータポンプがともに駆動されることを特徴としている。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention relates to an internal combustion engine in which the flow rate of cooling water supplied to a water jacket provided in a cylinder block and the flow rate of cooling water supplied to a water jacket provided in a cylinder head are independently controlled. The water jacket of the cylinder head is divided into two flow paths, a main jacket and a sub jacket, which are respectively communicated with the downstream side of the water jacket of the cylinder block. A first electric water pump is disposed on the upstream side of the water jacket, and a second electric water pump is disposed on the downstream side of the sub jacket, which is upstream of the first electric water pump. A radiator is disposed downstream of the second electric water pump, and the internal combustion engine is operated. Depending on the state, the first, the operation control of the second electric water pump is performed independently, in the normal operating state of the internal combustion engine, the second electric water pump is stopped, only the first electric water pump In the high-load operation state of the internal combustion engine that is driven and has a higher load than the normal operation state, the first and second electric water pumps are both driven .
上記構成の内燃機関の冷却装置によれば、第1、第2電動ウォータポンプの作動を独立して制御することで、流量制御弁やサーモスタットなどを用いなくても、シリンダブロックのウォータジャケット、シリンダヘッドのメインジャケットおよびサブジャケットに供給する冷却水の流量を内燃機関の運転状態に応じて制御することができる。これにより、内燃機関の運転状態に応じたきめ細やかな冷却水の流量制御を行うことができる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having the above-described configuration, the operation of the first and second electric water pumps is independently controlled, so that the water jacket and cylinder of the cylinder block can be used without using a flow control valve or a thermostat. The flow rate of the cooling water supplied to the main jacket and sub jacket of the head can be controlled according to the operating state of the internal combustion engine. As a result, it is possible to perform fine cooling water flow control according to the operating state of the internal combustion engine.
上記構成の内燃機関の冷却装置によれば、内燃機関の通常運転状態では、シリンダヘッドのサブジャケットの下流側に設けた第2電動ウォータポンプが停止されるので、サブジャケットの通水抵抗が大きくなる。このため、シリンダブロックのウォータジャケットからの冷却水は、メインジャケットを流れやすくなっているのに対し、サブジャケットを流れにくくなっている。一方、内燃機関の高負荷運転状態では、シリンダブロックのウォータジャケットからの冷却水は、シリンダヘッドのメインジャケットおよびサブジャケットにそれぞれの断面積比に応じて供給されるようになっている。したがって、内燃機関の運転状態に応じたきめ細やかな冷却水の流量制御を行うことができる。しかも、内燃機関の通常運転状態では、第2電動ウォータポンプの停止により消費電力を抑えることができる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having the above configuration, in the normal operation state of the internal combustion engine, the second electric water pump provided on the downstream side of the sub jacket of the cylinder head is stopped. Become. For this reason, the cooling water from the water jacket of the cylinder block is easy to flow through the main jacket, but is difficult to flow through the sub jacket. On the other hand, in a high load operation state of the internal combustion engine, the cooling water from the water jacket of the cylinder block is supplied to the main jacket and the sub jacket of the cylinder head in accordance with the respective cross-sectional area ratios. Therefore, it is possible to perform fine cooling water flow control according to the operating state of the internal combustion engine. Moreover, in the normal operation state of the internal combustion engine, power consumption can be suppressed by stopping the second electric water pump.
本発明の内燃機関の冷却装置において、内燃機関の暖機中は、上記第1、第2電動ウォータポンプがともに停止されることが好ましい。 In the internal combustion engine cooling apparatus of the present invention, it is preferable that both the first and second electric water pumps are stopped while the internal combustion engine is warmed up.
上記構成の内燃機関の冷却装置によれば、シリンダブロックのウォータジャケット、シリンダヘッドのメインジャケットおよびサブジャケットにおいて、冷却水の流通が停止されるので、内燃機関の低温始動時などに、内燃機関の暖機を促進して燃費を向上させることができる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having the above-described configuration, the flow of the cooling water is stopped in the water jacket of the cylinder block, the main jacket and the sub jacket of the cylinder head. Warm-up can be promoted and fuel consumption can be improved.
本発明の内燃機関の冷却装置において、通常運転状態よりも負荷の低い内燃機関の低負荷運転状態では、上記第1電動ウォータポンプが停止され、上記第2電動ウォータポンプのみが駆動されることが好ましい。 In the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the first electric water pump is stopped and only the second electric water pump is driven in a low load operation state of the internal combustion engine having a lower load than a normal operation state. preferable.
上記構成の内燃機関の冷却装置によれば、内燃機関の低負荷運転状態では、第1電動ウォータポンプが停止されるので、ラジエータ、第1電動ウォータポンプ、およびシリンダブロックのウォータジャケットの通水抵抗が、シリンダヘッドのメインジャケットおよびサブジャケットの通水抵抗に比べて大幅に大きくなる。このため、シリンダブロックのウォータジャケットには、冷却水がほとんど流通されないようになるので、シリンダブロックのシリンダボアの温度を高温に保つことができ、フリクションを低減して燃費を向上させることができる。一方、第2電動ウォータポンプの駆動によって、シリンダヘッドのメインジャケットとサブジャケットとを循環するように冷却水が流通されるので、シリンダヘッドの冷却効果を確保して、内燃機関の信頼性を確保することができる。しかも、内燃機関の低負荷運転状態では、第1電動ウォータポンプの停止により消費電力を抑えることができる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine having the above-described configuration, the first electric water pump is stopped in the low-load operation state of the internal combustion engine, and thus the water flow resistance of the radiator, the first electric water pump, and the water jacket of the cylinder block. However, the water flow resistance of the main jacket and sub jacket of the cylinder head is significantly increased. For this reason, since cooling water hardly flows through the water jacket of the cylinder block, the temperature of the cylinder bore of the cylinder block can be kept high, and friction can be reduced to improve fuel efficiency. On the other hand, since the cooling water is circulated through the main jacket and sub jacket of the cylinder head by driving the second electric water pump, the cooling effect of the cylinder head is secured and the reliability of the internal combustion engine is secured. can do. Moreover, in a low load operation state of the internal combustion engine, power consumption can be suppressed by stopping the first electric water pump.
本発明の内燃機関の冷却装置によれば、第1、第2電動ウォータポンプの作動を独立して制御することで、流量制御弁やサーモスタットなどを用いなくても、シリンダブロックのウォータジャケット、シリンダヘッドのメインジャケットおよびサブジャケットに供給する冷却水の流量を内燃機関の運転状態に応じて制御することができる。これにより、内燃機関の運転状態に応じたきめ細やかな冷却水の流量制御を行うことができる。 According to the cooling apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the operation of the first and second electric water pumps is independently controlled, so that the water jacket and cylinder of the cylinder block can be used without using a flow control valve or a thermostat. The flow rate of the cooling water supplied to the main jacket and sub jacket of the head can be controlled according to the operating state of the internal combustion engine. As a result, it is possible to perform fine cooling water flow control according to the operating state of the internal combustion engine.
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。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、この実施形態に係る冷却装置は、内燃機関10が搭載された車両に適用される冷却装置であって、ラジエータ30、メイン電動ウォータポンプ31、サブ電動ウォータポンプ32、および、これら機器に冷却水(例えば、LLC:Long Life Coolant)を循環する冷却水回路100を備えている。
As shown in FIG. 1, the cooling device according to this embodiment is a cooling device applied to a vehicle on which an
内燃機関10は、例えばガソリンエンジンであって、図2に示すように、シリンダブロック11とシリンダヘッド12とを備えている。シリンダブロック11とシリンダヘッド12とは、図示しないヘッドガスケットを介してヘッドボルトによって締結されている。なお、内燃機関10は、ディーゼルエンジン等であってもよい。
The
シリンダブロック11には、その長手方向に複数(図2には1つのみ示す)のシリンダボア13が一列に並んで設けられている。シリンダボア13には、ピストン14が挿入されている。シリンダブロック11には、冷却水が流通するウォータジャケット15が形成されている。ウォータジャケット15は、複数のシリンダボア13を囲むように設けられている。
The
シリンダヘッド12には、シリンダブロック11のシリンダボア13に対応して燃焼室16が設けられている。燃焼室16の頂部の中央部には、点火プラグ17が取り付けられている。燃焼室16には、吸気ポート19および排気ポート20が接続されている。吸気ポート19と燃焼室16との間には吸気バルブ21が設けられており、吸気バルブ21を開閉駆動することにより、吸気ポート19と燃焼室16とが連通または遮断される。また、排気ポート20と燃焼室16との間には排気バルブ22が設けられており、排気バルブ22を開閉駆動することにより、排気ポート20と燃焼室16とが連通または遮断される。これら吸気バルブ21および排気バルブ22の開閉駆動は、図示しないクランクシャフトの回転が伝達される吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトの回転によって行われる。
The
シリンダヘッド12には、冷却水が流通するウォータジャケットが形成されている。この実施形態では、シリンダヘッド12のウォータジャケットは、メインジャケット23とサブジャケット24との2系統の冷却水流路に分けて設けられている。メインジャケット23は、図2に例示するように、点火プラグ17の周囲の領域、排気ポート20の周囲の領域、および、排気バルブ22の周囲の領域に形成されている。一方、サブジャケット24は、吸気ポート19の下方の領域に形成されている。メインジャケット23の流路断面積は、サブジャケット24の流路断面積よりも大きくされている。メインジャケット23およびサブジャケット24は、シリンダブロック11のウォータジャケット15の下流側にそれぞれ連通されており、シリンダブロック11のウォータジャケット15から冷却水が流入されるようになっている。
The
メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32は、いずれも電動機の回転数を制御することにより吐出量を可変に設定することが可能な電動式のウォータポンプとされている。メイン電動ウォータポンプ31の(最大)吐出量は、サブ電動ウォータポンプ32の(最大)吐出量よりも大きくされている。メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動制御については後述する。
Each of the main
図1に示すように、冷却水回路100において、メイン電動ウォータポンプ31は、シリンダブロック11のウォータジャケット15の上流側に配設されている。サブ電動ウォータポンプ32は、シリンダヘッド12のサブジャケット24の下流側に配設されている。メイン電動ウォータポンプ31の上流側であってサブ電動ウォータポンプ32の下流側にラジエータ30が配設されている。また、冷却水回路100のサブ電動ウォータポンプ32とラジエータ30とを接続する通路33にメインジャケット23が接続されている。冷却水回路100における冷却水の流れについては後述する。
As shown in FIG. 1, in the
ECU200は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAMなどを備えている。ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。RAMは、CPUでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAMは、内燃機関10の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The
ECU200には、内燃機関10の運転状態を検出する各種センサが接続されている。例えば、各種センサとして、冷却水回路100の冷却水(例えばシリンダヘッド12のメインジャケット23の冷却水)の温度を検出する水温センサ41、シリンダヘッド11およびシリンダヘッド12の各部を潤滑・冷却するオイルの温度(油温)を検出する油温センサ42、内燃機関10の排気系に排出される排気ガスの温度(排気温)を検出する排気温センサ43、燃焼室16内の圧力(燃焼圧)を検出する燃焼圧センサ44、運転者による車両のアクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ45などが設けられている。
Various sensors that detect the operating state of the
そして、ECU200は、各種センサの出力信号に基づいて内燃機関10のスロットルバルブの開度制御、点火時期制御、燃料噴射量制御などを含む内燃機関10の各種制御を実行する。また、ECU200は、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動を制御して、冷却水回路100における冷却水の流れを制御する。
The
この実施形態では、内燃機関10の運転状態に応じて、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動制御が独立して行われるようになっている。そして、シリンダブロック11のウォータジャケット15、シリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24に供給される冷却水の流量制御が独立して行われるようになっている。以下、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動制御について具体的に説明する。
In this embodiment, the operation control of the main
この実施形態では、図3〜図6に示すように、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動形態(作動モード)として、暖機モード、燃費モード、クルーズモード、およびパワーモードの4つが設けられている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 to 6, the operation mode (operation mode) of the main
暖機モードは、内燃機関10の暖機中に設定されるモードとされる。具体的には、冷却水回路100の冷却水の温度Twが、予め設定された閾値T1よりも低い場合(Tw<T1)、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32が暖機モードに設定される。暖機モードに設定するか否かの判定は、水温センサ41の検出出力に基づいて行うことが可能である。
The warm-up mode is a mode that is set while the
一方、燃費モード、クルーズモード、およびパワーモードは、内燃機関10の暖機完了後の温間時に設定されるモードとされる。具体的には、冷却水回路100の冷却水の温度Twが上記閾値T1以上の場合(Tw≧T1)、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動モードは、内燃機関10の負荷Xに応じて、燃費モード、クルーズモード、およびパワーモードのうちいずれか1つに設定される。この設定は、アクセル開度センサ45の検出出力に基づいて行うことが可能である。
On the other hand, the fuel consumption mode, the cruise mode, and the power mode are modes that are set during the warm period after the warm-up of the
燃費モードは、内燃機関10の負荷Xが極低〜低負荷のときに設定されるモードとされ、通常運転状態よりも負荷の低い内燃機関10の低負荷運転状態で設定されるモードとされる。具体的には、内燃機関10の負荷Xが、予め設定された閾値X1よりも低い場合(X<X1)、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32が燃費モードに設定される。
The fuel consumption mode is a mode that is set when the load X of the
クルーズモードは、内燃機関10の負荷Xが低〜中負荷のときに設定されるモードとされる。このクルーズモードは、内燃機関10の通常運転状態で設定されるモードとされ、車両が定常走行状態のときに設定されるモードとされる。具体的には、内燃機関10の負荷Xが、上記閾値X1以上かつ予め設定された閾値X2よりも低い場合(X1≦X<X2)、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32がクルーズモードに設定される。
The cruise mode is a mode set when the load X of the
パワーモードは、内燃機関10の負荷Xが中〜高負荷のときに設定されるモードとされ、通常運転状態よりも負荷の高い内燃機関10の高負荷運転状態で設定されるモードとされる。具体的には、内燃機関10の負荷Xが、上記閾値X2以上の場合(X≧X2)、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32がパワーモードに設定される。
The power mode is a mode that is set when the load X of the
次に、上述した各作動モードでの冷却水回路100における冷却水の流れについて、図3〜図6を参照して説明する。
Next, the flow of the cooling water in the
図3に示すように、暖機モードのとき、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32はともに停止される。このとき、シリンダブロック11のウォータジャケット15、シリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24において、冷却水の流通が完全に停止される。これにより、内燃機関10の低温始動時などに、内燃機関10の暖機を促進して燃費を向上させることができる。
As shown in FIG. 3, in the warm-up mode, both the main
図4に示すように、燃費モードのとき、メイン電動ウォータポンプ31は停止され、サブ電動ウォータポンプ32のみが駆動される。このとき、サブ電動ウォータポンプ32の駆動によって、主に、実線の矢印で示すように、シリンダヘッド12のメインジャケット23とサブジャケット24とを循環するように冷却水が流通される。一方、ラジエータ30、メイン電動ウォータポンプ31、およびシリンダブロック11のウォータジャケット15の通水抵抗は、シリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24の通水抵抗に比べて大幅に大きいので、ラジエータ30およびシリンダブロック11のウォータジャケット15には、冷却水がほとんど流通されないようになっている。
As shown in FIG. 4, in the fuel consumption mode, the main
これにより、内燃機関10の低負荷運転状態で、シリンダヘッド12の冷却効果を確保しつつ、シリンダブロック11の暖機を促進することができる。詳しくは、シリンダブロック11のウォータジャケット15へは冷却水がほとんど供給されないので、シリンダボア13の温度を高温に保つことができ、フリクションを低減して燃費を向上させることができる。また、シリンダヘッド12のメインジャケット23に供給される冷却水によって、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域や、排気バルブ22の周囲の領域などが高温になるのを抑制することができ、内燃機関10の信頼性を確保することができる。また、メイン電動ウォータポンプ31の停止により消費電力を抑えることができる。なお、サブ電動ウォータポンプ32の吐出量は、燃費モードのときに、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域や、排気バルブ22の周囲の領域などを冷却するために必要な冷却水量を確保できるような吐出量に設定されている。
Thereby, it is possible to promote the warm-up of the
図5に示すように、クルーズモードのとき、サブ電動ウォータポンプ32は停止され、メイン電動ウォータポンプ31のみが駆動される。このとき、メイン電動ウォータポンプ31の駆動によって、シリンダブロック11のウォータジャケット15に冷却水が流通される。ここで、シリンダヘッド12のメインジャケット23の流路断面積がサブジャケット24の流路断面積よりも大きくされていることに加え、サブ電動ウォータポンプ32が停止されていることによる通水抵抗によって、シリンダブロック11のウォータジャケット15からの冷却水は、メインジャケット23を流れやすくなっているのに対し、サブジャケット24を流れにくくなっている。このため、主に、実線の矢印で示すように、シリンダブロック11のウォータジャケット15とシリンダヘッド12のメインジャケット23とラジエータ30とを循環するように冷却水が流通される。シリンダヘッド12のサブジャケット24には、冷却水がほとんど流通されないようになっている。
As shown in FIG. 5, in the cruise mode, the sub
これにより、内燃機関10の通常運転状態で、サブ電動ウォータポンプ32の停止により消費電力を抑えることができる。また、メイン電動ウォータポンプ31のみによる必要最低限の流量で、シリンダブロック11のシリンダボア13、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域、排気ポート20の周囲の領域や、排気バルブ22の周囲の領域などが高温になるのを抑制することができ、内燃機関10の信頼性を確保することができる。なお、メイン電動ウォータポンプ31の吐出量は、クルーズモードのときに、シリンダブロック11のシリンダボア13、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域、排気ポート20の周囲の領域や、排気バルブ22の周囲の領域などを冷却するために必要な冷却水量を確保できるような吐出量に設定されている。
Thereby, power consumption can be suppressed by stopping the sub
図6に示すように、パワーモードのとき、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32はともに駆動される。このとき、メイン電動ウォータポンプ31の駆動によって、シリンダブロック11のウォータジャケット15に冷却水が流通される。ここで、図5に示すクルーズモードとは異なり、サブ電動ウォータポンプ32が駆動されているので、サブジャケット24にも冷却水が流通されるようになっている。このため、シリンダブロック11のウォータジャケット15からの冷却水は、シリンダヘッド12のメインジャケット23とサブジャケット24とに分かれて流通されるようになっている。この場合、シリンダブロック11のウォータジャケット15からの冷却水は、シリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24にそれぞれの断面積比に応じて供給されるようになっている。そして、実線の矢印で示すように、シリンダブロック11のウォータジャケット15とシリンダヘッド12のメインジャケット23とラジエータ30とを循環する第1の冷却水経路と、シリンダブロック11のウォータジャケット15とシリンダヘッド12のサブジャケット24とラジエータ30とを循環する第2の冷却水経路とが、冷却水回路100に形成されるようになっている。
As shown in FIG. 6, in the power mode, the main
これにより、内燃機関10の高負荷運転状態で、シリンダブロック11のシリンダボア13、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域、排気ポート20の周囲の領域、排気バルブ22の周囲の領域や、吸気ポート19の下方の領域などが高温になるのを抑制することができ、内燃機関10の信頼性を確保することができる。
Thereby, in a high load operation state of the
以上述べたように、この実施形態によれば、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動を独立して制御することで、流量制御弁やサーモスタットなどを用いなくても、シリンダブロック11のウォータジャケット15、シリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24に供給する冷却水の流量を内燃機関10の運転状態に応じて制御することができる。例えば、内燃機関10の通常運転状態では、クルーズモードに設定され、シリンダヘッド12のメインジャケット23に比べてサブジャケット24には冷却水がほとんど流通されないようになっているのに対し、内燃機関10の高負荷運転状態では、パワーモードに設定され、シリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24にともに冷却水が流通されるようになっている。したがって、内燃機関10の運転状態に応じたきめ細やかな冷却水の流量制御を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, the operation of the main
−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。
-Other embodiments-
The present invention is not limited only to the above-described embodiments, and all modifications and applications within the scope of the claims and within the scope equivalent to the scope are possible.
上記実施形態で挙げたシリンダヘッド12のメインジャケット23およびサブジャケット24の構成は一例であって(図2参照)、メインジャケット23およびサブジャケット24をそれ以外の構成としてもよい。例えば、メインジャケット23を、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域、排気ポート20の周囲の領域、および、排気バルブ22の周囲の領域に形成し、サブジャケット24を、シリンダヘッド12の吸気ポート19の周囲の領域、および、吸気バルブ21の周囲の領域に形成してもよい。あるいは、メインジャケット23を、シリンダヘッド12の点火プラグ17の周囲の領域、排気ポート20の周囲の領域、および、排気バルブ22の周囲の領域に形成し、サブジャケット24をこのメインジャケット23をバイパスするように形成してもよい。
The configurations of the
上記実施形態では、冷却水の温度および内燃機関10の負荷に応じて、メイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動モードを切り替えたが、その他のパラメータを用いてメイン電動ウォータポンプ31およびサブ電動ウォータポンプ32の作動モードの切り替えを行ってもよい。
In the above embodiment, the operation mode of the main
上記実施形態では、燃費モードのとき(図4参照)、メイン電動ウォータポンプ31を停止してラジエータ30およびシリンダブロック11のウォータジャケット15に冷却水をほとんど流通させないようにした。しかし、ラジエータ30およびシリンダブロック11のウォータジャケット15へ流れる冷却水が必要以上に多い場合には、電磁弁等を用いて流路を絞ることによってラジエータ30およびシリンダブロック11のウォータジャケット15に冷却水を流通させないようにしてもよい。
In the above embodiment, in the fuel consumption mode (see FIG. 4), the main
本発明は、シリンダブロックに設けられたウォータジャケットに供給される冷却水の流量と、シリンダヘッドに設けられたウォータジャケットに供給される冷却水の流量とがそれぞれ独立に制御される内燃機関の冷却装置に利用可能である。 The present invention provides a cooling system for an internal combustion engine in which a flow rate of cooling water supplied to a water jacket provided in a cylinder block and a flow rate of cooling water supplied to a water jacket provided in a cylinder head are independently controlled. Available to the device.
10 内燃機関
11 シリンダブロック
12 シリンダヘッド
15 ウォータジャケット
23 メインジャケット
24 サブジャケット
30 ラジエータ
31 メイン電動ウォータポンプ(第1電動ウォータポンプ)
32 サブ電動ウォータポンプ(第2電動ウォータポンプ)
100 冷却水回路
DESCRIPTION OF
32 Sub electric water pump (second electric water pump)
100 Cooling water circuit
Claims (3)
上記シリンダヘッドのウォータジャケットは、上記シリンダブロックのウォータジャケットの下流側にそれぞれ連通されるメインジャケットとサブジャケットとの2つの流路に分けられており、
上記シリンダブロックのウォータジャケットの上流側には、第1電動ウォータポンプが配設され、上記サブジャケットの下流側には、第2電動ウォータポンプが配設されており、
上記第1電動ウォータポンプの上流側であって第2電動ウォータポンプの下流側にラジエータが配設されており、
内燃機関の運転状態に応じて、上記第1、第2電動ウォータポンプの作動制御が独立して行われ、
内燃機関の通常運転状態では、上記第2電動ウォータポンプが停止され、上記第1電動ウォータポンプのみが駆動され、
通常運転状態よりも負荷の高い内燃機関の高負荷運転状態では、上記第1、第2電動ウォータポンプがともに駆動されることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 A cooling device for an internal combustion engine in which a flow rate of cooling water supplied to a water jacket provided in a cylinder block and a flow rate of cooling water supplied to a water jacket provided in a cylinder head are independently controlled. ,
The water jacket of the cylinder head is divided into two flow paths, a main jacket and a sub jacket, which are respectively communicated with the downstream side of the water jacket of the cylinder block.
A first electric water pump is disposed on the upstream side of the water jacket of the cylinder block, and a second electric water pump is disposed on the downstream side of the sub jacket.
A radiator is disposed upstream of the first electric water pump and downstream of the second electric water pump;
According to the operating state of the internal combustion engine, the operation control of the first and second electric water pumps is performed independently ,
In the normal operation state of the internal combustion engine, the second electric water pump is stopped, and only the first electric water pump is driven.
A cooling apparatus for an internal combustion engine, wherein the first and second electric water pumps are both driven in a high load operation state of the internal combustion engine having a higher load than a normal operation state .
内燃機関の暖機中は、上記第1、第2電動ウォータポンプがともに停止されることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 ,
The internal combustion engine cooling apparatus, wherein both the first and second electric water pumps are stopped during warm-up of the internal combustion engine.
通常運転状態よりも負荷の低い内燃機関の低負荷運転状態では、上記第1電動ウォータポンプが停止され、上記第2電動ウォータポンプのみが駆動されることを特徴とする内燃機関の冷却装置。 The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
A cooling apparatus for an internal combustion engine, wherein the first electric water pump is stopped and only the second electric water pump is driven in a low load operation state of the internal combustion engine having a lower load than a normal operation state.
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