CN103403317A

CN103403317A - 车辆用冷却装置

Info

Publication number: CN103403317A
Application number: CN2012800079135A
Authority: CN
Inventors: 松坂正宣; 佐藤忠祐; 高野裕久
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2011-02-10
Filing date: 2012-01-12
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: BR112013019956B1; CN103403317B; JP2012167573A; EP2674587A4; US20130240174A1; US9109497B2; EP2674587A1; EP2674587B1; BR112013019956A2; WO2012108225A1; JP5257713B2

Abstract

提供易于实现装置的小型化、功耗也难以增大的车辆用冷却装置。具备：泵；多个循环路径，其连接到泵，使冷却液涉及车辆用冷却对象和热交换器而循环；电磁阀，其能打开关闭多个循环路径中的至少1个；以及控制部，其控制泵的工作，电磁阀具备：阀体，其能移动到从阀座离开的位置和抵接到该阀座的位置且以抵接到阀座的方式被保持；以及电磁线圈，其能通过通电来维持阀体和阀座的抵接，阀体设为在电磁线圈处于非通电状态且驱动泵时，能利用冷却液的流体压力移动到从阀座离开的位置，控制部构成为能进行以下控制：在判断为在配置有电磁阀的循环路径中冷却液的循环能停止的状态时，使泵停止并开始向电磁线圈通电。

Description

车辆用冷却装置

技术领域

本发明涉及发动机等的冷却系统所使用的车辆用冷却装置。

背景技术

车辆用冷却装置例如具备：电动式泵；发动机，其作为冷却对象；热交换器；循环路径，其利用泵的驱动使冷却液涉及发动机和热交换器而循环；以及电磁阀，其能打开关闭该循环路径。作为电磁阀装备有以下装置（例如参照专利文献1）：在未向电磁线圈通电时，由于施力构件的作用力，阀体抵接到阀座而切换为闭阀状态，利用向电磁线圈的通电，使阀体对抗施力构件的作用力而移动来切换为开阀状态。因此为了使冷却液涉及冷却对象和热交换器而循环，需要向电磁线圈通电来使阀体对抗施力构件的作用力而移动且维持该通电状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利2849791号公报（段落编号[0012]、[0013]、图4）

发明内容

在现有的车辆用冷却装置中，需要可通过向电磁线圈通电使阀体对抗施力构件的作用力而移动到开阀位置的具有大的驱动力的电磁阀，有可能装置大型化。

另外，为了使冷却液在循环路径中循环，需要维持向电磁阀的电磁线圈的通电状态，有可能功耗增大。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供易于实现装置的小型化、功耗也难以增大的车辆用冷却装置。

本发明的车辆用冷却装置的第1构成的特征在于，具备：泵；多个循环路径，其连接到上述泵，使冷却液涉及车辆用冷却对象和热交换器而循环；电磁阀，其能打开关闭上述多个循环路径中的至少1个；以及控制部，其控制上述泵的工作，上述电磁阀具备：阀体，其能移动到从阀座离开的位置和抵接到该阀座的位置，且以抵接到上述阀座的方式被保持；以及电磁线圈，其能通过通电来维持上述阀体和上述阀座的抵接，上述阀体设为在上述电磁线圈处于非通电状态且上述泵被驱动时，能利用上述冷却液的流体压力移动到从上述阀座离开的位置，上述控制部构成为能进行以下控制：在判断为在配置有上述电磁阀的循环路径中上述冷却液的循环能停止的状态时，使上述泵停止并开始向上述电磁线圈通电。

本构成的车辆用冷却装置的电磁阀具备：阀体，其能移动到从阀座离开的位置和抵接到该阀座的位置且以抵接到阀座的方式被保持；以及电磁线圈，其能通过通电来维持阀体和阀座的抵接。因此，能利用向电磁线圈通电来维持由阀体和阀座的抵接带来的电磁阀的关闭状态。

另外，阀体设为在电磁线圈处于非通电状态且驱动泵时，能利用冷却液的流体压力移动到从阀座离开的位置。因此在泵的驱动时且电磁线圈成为非通电状态时，冷却液的流体压力作用于阀体，电磁阀切换为打开状态且可维持该打开状态。

在例如单一的冷却用循环路径连接到泵的情况下，在希望使冷却用循环路径中的冷却液的循环停止时，使泵停止即可。但是，在多个冷却用循环路径连接到泵的情况下，即使其中的1个冷却用循环路径成为了能停止的状态，只要在其它冷却用循环路径中需要使冷却液循环，则继续泵的驱动。这样，在不需要冷却的循环路径中也会使冷却液继续循环。

在此，在能停止状态的冷却用循环路径中配置有电磁阀的情况下，对电磁线圈通电而使电磁阀成为关闭状态，由此能单独地停止冷却液的循环。只是泵正在驱动，因此由于冷却液的流体压力，阀体从阀座离开。为了从该状态使阀体抵接到阀座，需要产生较大电磁力的电磁线圈。

而本构成的车辆用冷却装置构成为，控制泵的工作的控制部在判断为在配置有电磁阀的循环路径中冷却液的循环能停止的状态时，能控制为使泵停止并开始向电磁线圈通电。

因此在泵正在工作的多个循环路径中的、存在能使冷却液的循环停止的循环路径的情况下，使泵暂时停止，则处于阀体不会受到冷却液的流体压力的状态。之后，对电磁线圈通电而使阀体和阀座抵接，使电磁阀处于关闭状态。

即，若是本构成的车辆用冷却装置，则可利用驱动力较小、功耗也较少的小型电磁阀来可靠地进行由向电磁线圈通电带来的关闭状态和由冷却液的流体压力带来的打开状态的切换。其结果是，可易于实现车辆用冷却装置的小型化，抑制功耗。另外，能从使冷却液在连接到泵的多个冷却用循环路径中循环的状态切换为关闭电磁阀的状态来停止冷却用循环路径中的不需要的冷却液循环，能实现燃料效率的提高。

本发明的车辆用冷却装置的第2构成的特征在于，上述车辆用冷却对象包括气缸盖和发动机气缸体，上述电磁阀设于使冷却液涉及上述发动机气缸体和上述热交换器而循环的循环路径。

在车辆用冷却对象是气缸盖和发动机气缸体的情况下，两者中的气缸盖在发动机工作后，在短时间内成为高温，因此需要赶紧使冷却液循环。另一方面，发动机气缸体与气缸盖相比，温度上升需要时间，因此无需赶紧使冷却液循环。因此如本构成那样，在将电磁阀设于使冷却液涉及发动机气缸体和热交换器而循环的循环路径时，对于气缸盖能利用泵的工作很快地使冷却液循环，对于发动机气缸体，能利用泵的工作以及电磁阀的电磁线圈的通电停止来使冷却液循环。其结果是，能使向发动机气缸体的不需要的冷却液的循环停止，能实现燃料效率提高。

本发明的车辆用冷却装置的第3构成的特征在于，上述控制部构成为能进行以下控制：使上述泵停止后经过规定时间而再次工作。

在为了使配置于多个循环路径的电磁阀成为暂时关闭状态而使泵暂时停止的情况下，没有配置电磁阀的循环路径等为高温的情况较多。因而期望泵的停止时间短。但是，在从使泵停止并使电磁阀处于关闭状态到假设在多个循环路径中出现再次工作要求而使泵再起动的情况下，会发生其处理需要时间、泵由于控制错误而不再起动。

而如本构成那样，在控制部构成为能进行控制以使泵停止后经过规定时间而使泵再次工作时，可靠地重新进行冷却液向多个循环路径中的更需要冷却液循环的循环路径的循环。另外，将规定时间设定为电磁阀的关闭状态结束的时间，由此能更迅速地重新进行冷却液向循环路径的循环。

本发明的车辆用冷却装置的第4构成的特征在于，具备：泵；多个循环路径，其连接到上述泵，使冷却液涉及车辆用冷却对象和热交换器而循环；电磁阀，其能打开关闭上述多个循环路径中的至少1个；以及控制部，其控制上述泵的工作，上述电磁阀具备：阀体，其能移动到从阀座离开的位置和抵接到该阀座的位置，且以抵接到上述阀座的方式被保持；以及电磁线圈，其能通过通电来维持上述阀体和上述阀座的抵接，上述阀体设为在上述电磁线圈处于非通电状态且上述泵被驱动时，能由于上述冷却液的流体压力移动到从上述阀座离开的位置，上述控制部构成为能进行以下控制：在判断为在配置有上述电磁阀的循环路径中上述冷却液的循环能停止的状态时，在上述泵启动前开始向上述电磁线圈通电。

本构成的车辆用冷却装置构成为，控制泵的工作的控制部能进行以下控制：在判断为在配置有电磁阀的循环路径中冷却液的循环能停止的状态时，在泵启动前开始向电磁线圈通电。

因此在存在能停止冷却液循环的循环路径的情况下，在阀体没有受到泵启动前的冷却液的流体压力的状态下，对电磁线圈通电来使阀体和阀座抵接而使电磁阀成为关闭状态。

即，根据本构成的车辆用冷却装置，能利用驱动力较小、功耗也较少的小型电磁阀来可靠地进行由向电磁线圈通电带来的关闭状态和由冷却液的流体压力带来的打开状态的切换。其结果是，能易于实现车辆用冷却装置的小型化，能控制功耗。

附图说明

图1是示意地示出车辆用冷却装置的说明图。

图2示出电磁阀，（a）是关闭状态的纵截面图，（b）是打开状态的纵截面图。

图3是控制部的控制流程图。

图4是发动机水温和泵以及电磁阀的工作状态的关系图。

图5是第2实施方式的控制部的控制流程图。

图6是第3实施方式的控制部的控制流程图。

具体实施方式

以下，根据附图说明发明的实施方式。

图1示出本发明的车辆用冷却装置。车辆用冷却装置具备：车辆行驶用发动机1，其具有气缸盖1A和发动机气缸体1B；电动式水泵2；作为热交换器的散热器3及车厢供暖用加热器芯体4；第1循环路径R1；以及第2循环路径R2。第1循环路径R1利用水泵2的驱动使冷却液涉及发动机1的气缸盖1A和散热器3或加热器芯体4而循环。第2循环路径R2利用水泵2的驱动使冷却液涉及发动机1的发动机气缸体1B和散热器3或加热器芯体4而循环。另外，车辆用冷却装置具备：恒温器阀5，其连接到第1循环路径R1和第2循环路径R2；电磁阀6，其能打开关闭第2循环路径R2；以及控制部7，其控制水泵2的工作。

恒温器阀5连接到散热器3的冷却液流出口3b和水泵2的冷却液流入口2a之间的循环路径部分。因此在从发动机1（气缸盖1A和发动机气缸体1B）向散热器3的循环路径中，由恒温器阀5的开度控制冷却液的流量。加热器芯体4的冷却液流出口4b经由形成于恒温器阀5的壳体的流路（未图示）连接到水泵2的冷却液流入口2a。

电磁阀6连接到发动机气缸体1B的冷却液流出口（未图示）附近的第2循环路径R2。图2（a）示出关闭状态的电磁阀6，图2（b）示出打开状态的电磁阀6。电磁阀6具备：壳体8；阀体10，其被支撑为能移动到从阀座9离开的位置和抵接到该阀座9的位置；施力构件11，其对阀体10施力并保持以使该阀体10抵接到阀座9；以及电磁线圈12，其能通过通电来维持阀体10和阀座9的抵接。

壳体8具备：冷却液流入路径13；冷却液流出路径14；开口部15，其以相对于冷却液流入路径13同芯状地相对的方式形成；以及盖16，其密闭开口部15，冷却液流出路径14沿着相对于冷却液流入路径13正交的方向设置。

电磁线圈12具备：主体19，其利用未图示的连接器电连接到驱动回路，利用铁等磁性体形成为具备外径部17和内径部18的双重筒状；由绝缘材料制成的线轴20，其同芯状地装配在主体19的内部；以及绝缘铜线21，其卷附到线轴20。主体19以使冷却液流入路径13同芯状地进入内径部18的内侧的方式装配到壳体8。

阀座9形成在主体19中的面对盖16侧的端面。阀体10利用例如形成于盖16的筒状的轴承部22被支撑为能在从阀座9离开的位置和抵接到该阀座9的位置之间移动。以阀体10抵接到阀座9的方式保持的施力构件11包括压缩螺旋弹簧，上述压缩螺旋弹簧装配在盖16和阀体10之间。

阀体10由铁等磁性体形成，在电磁线圈12由于通电而被励磁时，吸附到形成于主体19的阀座9，切换为维持阀体10和阀座9的抵接的关闭状态。在电磁线圈12处于非通电状态时，由于压缩螺旋弹簧（施力构件）11的作用力，阀体10抵接到阀座9。

因此在电磁线圈12处于非通电状态时，水泵2是驱动状态的话，由于流入冷却液流入路径13的冷却液的流体压力，阀体10对抗压缩螺旋弹簧11的作用力而移动到从阀座9离开的位置，电磁阀6成为打开状态。其结果是，冷却液从冷却液流出路径14流出，流入加热器芯体4的冷却液流入口4a。

为了输送在第1循环路径R1和第2循环路径R2中流通的冷却液，设有水泵2。在本实施方式中，第1循环路径R1和第2循环路径R2共用流路的一部分，水泵2设于作为其共有部分的发动机1的冷却液导入口附近。另外，水泵2是电动式泵，因此能与发动机1的驱动状态无关系地独立地动作。因此即使在发动机1的停止时，也能通过使水泵2驱动来将冷却液输送到第1循环路径R1，或输送到第1循环路径R1及第2循环路径R2。

控制部7接受例如来自设于气缸盖1A的冷却液出口附近的未图示的水温传感器的信号来控制水泵2和电磁阀6的动作。以下，参照图3和图4说明基于控制部7的控制动作。

图4示出发动机1的气缸盖1A侧水温（以下称为发动机水温）和水泵2及电磁阀6的动作的关系。如图4所示，在发动机水温低于温度T1时，水泵2为停止状态，电磁阀6是关闭状态。因此对发动机1的气缸盖1A和发动机气缸体1B中的任一个均不供给冷却液（全部停止）。

在发动机水温高于温度T1而不到温度T2时，水泵2成为工作状态，但电磁阀6对电磁线圈12通电而维持关闭状态。因此仅对发动机1的气缸盖1A和发动机气缸体1B中的气缸盖1A供给冷却液（气缸体停止）。

在发动机水温进一步上升而超过温度T2时，不对电磁线圈12通电而电磁阀6成为打开状态。因此对发动机1的气缸盖1A和发动机气缸体1B两者供给冷却液（全部流动）。

如图3的流程图所示，点火钥匙插入钥匙筒而进行打开点火开关的操作（步骤#1）时，首先，水泵2维持停止状态（步骤#2），开始电磁阀6向电磁线圈12的通电（步骤#3）。通过向该电磁线圈12的通电，阀体10被吸附到阀座9，电磁阀6切换为维持着阀体10和阀座9的抵接的关闭状态。

然后，对水泵2和电磁线圈12的工作进行控制，而且判断发动机水温是否超过规定的温度（T1、T2（T1＜T2））。

在发动机水温不到T1的情况下，在步骤#4中，判断为“发动机水温不到T2”（“否”），在步骤#5中判断为“发动机水温不到T1”（“否”），使水泵2成为停止状态（步骤#6）。即，水泵2是停止状态，因此在气缸盖1A的第1循环路径R1和发动机气缸体1B的第2循环路径R2中的任一个中，冷却液均不循环（全部停止）。

在发动机水温超过T1而不到T2的情况下，在步骤#4中判断为“发动机水温不到T2”（“否”），在步骤#5中判断为“发动机水温大于T1”（“是”），使水泵2成为工作状态（步骤#7）。即，由于水泵2的工作，冷却液在气缸盖1A的第1循环路径R1中循环。但是，在发动机气缸体1B的第2循环路径R2中，是向电磁线圈12通电的状态，因此维持了电磁阀6的关闭状态，冷却液不循环（气缸体停止）。

在发动机水温超过T2时，在步骤#4中，判断为“发动机水温大于T2”（“是”），水泵2成为工作状态（步骤#8），停止向电磁线圈12通电（步骤#9）。这样，电磁阀6由于流体压力而成为打开状态，冷却液在气缸盖1A的第1循环路径R1和发动机气缸体1B的第2循环路径R2中均循环（全部流动）。

在从该全部流动的状态，即从发动机水温超过T2的状态移至发动机水温低于T2的状态的情况下，从步骤#9的电磁阀6的打开状态经过规定的时间（步骤#10）后，在步骤#11中判断为“发动机水温不到T2”（“是”）（判断为冷却液向第2循环路径R2的循环能停止的状态），回到步骤#2之前。并且，水泵2成为停止状态（步骤#2），开始向电磁线圈12通电（步骤#3），电磁阀6再次成为关闭状态。下面，根据步骤#4、步骤#5，再次比较发动机水温与T1、T2，控制水泵2和电磁阀6的工作。例如在维持发动机水温超过T1而不到T2的状态时，在步骤#4中判断为“发动机水温不到T2”（“否”），在步骤#5中判断为“发动机水温大于T1”（“是”），使水泵2成为工作状态（步骤#7）。即，成为冷却液在第1循环路径R1中循环、冷却液在第2循环路径R2中不循环的所谓的“气缸体停止”状态。

如上所述，在本构成的车辆用冷却装置中，控制水泵2的工作的控制部7构成为能进行以下控制：在配置有电磁阀6的发动机气缸体1B的第2循环路径R2中为冷却液的循环能停止的状态时，使水泵2停止而开始向电磁线圈12通电。因此在水泵2正在工作时，在多个循环路径中存在可以使冷却液的循环停止的循环路径的情况下，能设为使水泵2暂时停止而阀体10不承受冷却液的流体压力的状态，然后开始向电磁线圈12通电，使阀体10和阀座9抵接从而使电磁阀6维持在关闭状态。这样，在成为第2循环路径R2中的冷却液不需要向发动机气缸体1B循环的状态时，能将电磁阀6切换为关闭状态而停止第2循环路径R2中的冷却液的循环，可提高燃料效率。

[第2实施方式]

图5是示出基于本发明的其它实施方式的控制动作的流程图。本实施方式在以下方面与第1实施方式不同：控制部7在步骤#4中判断为“发动机水温大于T2”（“是”），水泵2成为工作状态，在停止了向电磁线圈12通电（步骤#8、步骤#9）后，不具有经过规定时间的处理步骤。

在本实施方式中，在步骤#10中判断为“发动机水温大于T2”（“否”），在确认打开点火开关操作（步骤#11）时，回到步骤#8之前，只要发动机水温不是不到T2，则重复步骤#8、步骤#9、步骤#10、步骤#12。并且，在发动机水温不到T2时，在步骤#10中判断“发动机水温不到T2”（“是”）（判断为能停止冷却液向第2循环路径R2的循环的状态），使水泵2成为停止状态（步骤#2），开始向电磁线圈12通电（步骤#3）而再次使电磁阀6成为关闭状态。其它流程与第1实施方式相同。

〔第3实施方式〕

图6是示出本发明其它实施方式的控制动作的流程图。本实施方式在以下方面与第1实施方式不同：控制部7在步骤#4中判断为“发动机水温大于T2”（“是”），水泵2成为工作状态，在停止向电磁线圈12通电（步骤#8、步骤#9）后，在其它程序中进行在步骤#11中判断为“发动机水温不到T2”（“是”）之后的处理。

在步骤#11中，在判断为“发动机水温不到T2”（“是”）（判断为能停止冷却液向第2循环路径R2的循环的状态）时，水泵2成为停止状态（步骤#12），开始向电磁线圈12通电（步骤#13）而电磁阀6成为关闭状态。之后，在经过规定的时间后（步骤#14），使水泵2成为工作状态（步骤#15）。并且，在确认点火开关打开操作（步骤#16）时，根据步骤#4、步骤#5，再次比较发动机水温与T1、T2，控制水泵2和电磁阀6的工作。其它流程与第1实施方式相同。

如本构成所示，控制部7构成为能进行控制以使水泵2停止后经过规定时间而使水泵2再次工作，可靠地重新进行冷却液向循环路径R1、R2中的更需要冷却液的循环的第1循环路径R1的循环。另外，将规定时间设定为电磁阀6的关闭状态结束的时间，由此能迅速地重新进行冷却液向第2循环路径R2的循环。

〔其它实施方式〕

（1）在本发明的车辆用冷却装置中，也可以将电磁阀6配置于使冷却液涉及气缸盖1A和散热器3而循环的第1循环路径R1。

（2）在上述实施方式中，作为车辆用冷却对象的一例，用发动机的气缸盖1A和发动机气缸体1B这两个系统进行了说明，但本发明的车辆用冷却装置的车辆用冷却对象也可以是发动机和EGR冷却器这两个系统、发动机和增压气体冷却这两个系统、发动机和加热回路这两个系统。另外，本发明的车辆用冷却装置可以包括基于上述各系统的组合的3系统以上的循环路径。

（3）在上述实施方式中，作为用于停止工作中的水泵2和开始向电磁线圈12的通电的检测部，使用了配置在发动机1的气缸盖1A侧的水温传感器，但也可以代替水温传感器而将用于检测冷却液的蒸汽压力的压力传感器设置于第1循环流路R1。在这种情况下，也可以是压力传感器检测第1规定值以上的蒸汽压力，由此使水泵2工作，检测超过第1规定值的第2规定值以上的蒸汽压力，由此停止向电磁线圈12通电而使电磁阀6成为打开状态。另外，可以与车辆用冷却对象相应地，用发动机转速、加热器开关的状态来进行控制。

（4）在上述实施方式中，说明了使用电动式水泵2的例子，但是在用传递发动机1的转动力而驱动的水泵来代替电动式水泵2的方案中，只要是可将发动机的转动力切换为传递状态和非传递状态的可变水泵就可以应用。

工业上的可利用性

本发明的车辆用冷却装置能用作各种车辆中的广泛的冷却对象的冷却装置。

Claims

1.一种车辆用冷却装置，具备：

泵；

多个循环路径，其连接到上述泵，使冷却液涉及车辆用冷却对象和热交换器而循环；

电磁阀，其能打开关闭上述多个循环路径中的至少1个；以及

控制部，其控制上述泵的工作，

上述电磁阀具备：阀体，其能移动到从阀座离开的位置和抵接到该阀座的位置，且以抵接到上述阀座的方式被保持；以及电磁线圈，其能通过通电来维持上述阀体和上述阀座的抵接，

上述阀体设为在上述电磁线圈处于非通电状态且上述泵被驱动时，能利用上述冷却液的流体压力移动到从上述阀座离开的位置，

上述控制部构成为能进行以下控制：在判断为在配置有上述电磁阀的循环路径中上述冷却液的循环能停止的状态时，使上述泵停止并开始向上述电磁线圈通电。

2.根据权利要求1所述的车辆用冷却装置，

上述车辆用冷却对象包括气缸盖和发动机气缸体，上述电磁阀设于使冷却液涉及上述发动机气缸体和上述热交换器而循环的循环路径。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用冷却装置，

上述控制部构成为能进行以下控制：使上述泵停止后经过规定时间而再次工作。

4.一种车辆用冷却装置，具备：

泵；

电磁阀，其能打开关闭上述多个循环路径中的至少1个；以及

控制部，其控制上述泵的工作，

上述控制部构成为能进行以下控制：在判断为在配置有上述电磁阀的循环路径中上述冷却液的循环能停止的状态时，在上述泵启动前开始向上述电磁线圈通电。