CN107002546B

CN107002546B - 用于内燃机的冷却系统

Info

Publication number: CN107002546B
Application number: CN201580064503.8A
Authority: CN
Inventors: 道川内亮
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-05-17
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2016102456A; US20170321597A1; EP3224461B1; JP6210054B2; WO2016084386A1; CN107002546A; EP3224461A1; US10677141B2

Abstract

来自散热器中的冷却水的散热量被调节，以使得在被施加到内燃机上的负荷不小于预定负荷的情况下所述冷却水的温度低于规定温度，同时来自所述散热器中的所述冷却水的散热量被调节，以使得与被施加到所述内燃机上的负荷不小于所述预定负荷的情况相比，在被施加到所述内燃机上的负荷小于所述预定负荷的情况下来自所述散热器中的所述冷却水的散热量增加，所述规定温度是比阈值高的温度。

Description

用于内燃机的冷却系统

技术领域

本发明涉及用于内燃机的冷却系统。

背景技术

已知一种系统，其包括用于释放或辐射来自用于内燃机的冷却水的热量的散热器和用于切断被导向到散热器的空气的流动的格栅挡板(shutter)，其中当冷却水的温度超过预设温度时，通过打开格栅挡板,空气被允许流动到散热器(例如，参见专利文献1)。

引用列表

专利文献

[PTL1]公开号为2008-006855的日本专利申请

[PTL2]公开号为2002-038949的日本专利申请

[PTL3]公开号为08-197965的日本专利申请

[PTL4]公开号为2010-149691的日本专利申请

发明内容

技术问题

在该背景下，燃烧室的温度在内燃机的高负荷运转期间升高，因此容易发生爆震(knocking)。为了抑制爆震的发生，有效的是增加冷却燃烧室的冷却水的流量。然而，如果进行控制以使得通过使用例如格栅挡板而在内燃机的高负荷运转期间降低冷却水的温度，则恒温器被关闭(close)。对此，当恒温器打开(open)时，冷却水流过散热器和绕过散热器的通道。当恒温器被关闭时，冷却水仅流过旁路通道。因此，当恒温器被关闭时，冷却水不可能流过散热器。因此，与此对应地增加了压力损失，从而减少了通过内燃机循环的冷却水的量。对此，如果冷却水的流量大，则可能从燃烧室中带走较多的热量。因此，如果冷却水的流量由于恒温器的关闭而减少，则燃烧室的温度降低的效果减小。另一方面，燃烧室的温度在内燃机的低负荷运转期间为低的，因此很难发生爆震。因此，在内燃机的低负荷运转期间不需要增加冷却水的流量。

考虑到上述问题而做出了本发明，其目的是实现用于内燃机的冷却水的适当流量。

问题解决方案

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种系统，该系统包括散热器，其辐射来自用于所述内燃机的冷却水的热；散热器侧冷却水路径，其使所述冷却水循环通过所述散热器和所述内燃机；旁路侧冷却水路径，其使所述冷却水循环通过所述内燃机而绕过(detour)所述散热器；切换装置，其在用于所述内燃机的所述冷却水的温度不低于阈值的情况下允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径和所述旁路侧冷却水路径，以及在用于所述内燃机的所述冷却水的温度低于所述阈值的情况下允许所述冷却水流过所述旁路侧冷却水路径而不允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径；散热量改变装置，其改变来自所述散热器中的所述冷却水的散热量；以及控制单元，其控制所述散热量改变装置，以使得在被施加到所述内燃机上的负荷不小于预定负荷的情况下所述冷却水的温度低于规定温度，以及控制所述散热量改变装置，以使得与被施加到所述内燃机上的负荷不小于所述预定负荷的情况相比，在被施加到所述内燃机上的负荷小于所述预定负荷的情况下来自所述散热器中的所述冷却水的散热量增加，所述规定温度是比所述阈值高的温度。

当用于内燃机的冷却水的温度不低于阈值并且来自散热器中的冷却水的散热量大时，如果允许冷却水流过散热器侧冷却水路径，则可以降低冷却水的温度。另一方面，当用于内燃机的冷却水的温度低于阈值时，如果不允许冷却水流过散热器侧冷却水路径，则可以升高冷却水的温度。此外，当用于内燃机的冷却水的温度不低于阈值并且来自散热器中的冷却水的散热量小时，即使允许冷却水流过散热器侧冷却路径，即，即使允许冷却水流过散热器，冷却水的温度也会升高。

在这种情况下，与允许冷却水仅流过旁路侧冷却水路径时相比，当允许冷却水既流过散热器侧冷却水路径也流过旁路侧冷却水路径时，内燃机中的冷却水的流量会增加。于是，可以通过增加冷却水的流量而从内燃机中带走更多的热量。因此，能够进一步降低内燃机的温度。然而，当冷却水流过散热器并且冷却水的温度降低时，切换装置改变或切换路径以使得冷却水仅流过旁路侧冷却水路径。因此，冷却水的流量因而减少。对此，可以通过借助散热量改变装置减少散热器中的散热量而抑制冷却水的温度降低。因此，切换装置允许冷却水既流过散热器侧冷却水路径也流过旁路侧冷却水路径。因此，能够进一步增加内燃机中的冷却水的流量。

然而，当散热器中的散热量减少时，冷却水的温度过度升高，担心内燃机可能过热。对此，可以通过控制散热量改变装置以使冷却水的温度低于规定温度而抑制冷却水的温度过度升高。

在这种情况下，设定阈值以使得当被施加到内燃机上的负荷小于预定负荷时(在内燃机的低负荷运转期间)，冷却水的温度为所需要的温度。此外，所述规定温度可以具有大于阈值的值，该阈值可以是担心内燃机可能过热时的冷却水的温度或者内燃机过热时的冷却水的温度。可以说，当被施加到内燃机上的负荷小于预定负荷时提供的来自散热器中的冷却水的散热量是当冷却水流过散热器时冷却水的温度小于阈值时的散热量。

当被施加到内燃机上的负荷小于预定负荷时，即使在冷却水的流量不增加时，也抑制爆震的发生。由此，不需要增加冷却水的流量。此外，当被施加到内燃机上的负荷小于预定负荷时，可以通过升高燃烧室的温度来降低摩擦损失和/或冷却损失，从而提高燃料效率(燃料消耗)。也就是，当通过使冷却水的流量在低负荷运转期间比高负荷运转期间减少而将燃烧室的温度维持为高的时，能够提高燃料效率。在这种情况下，当被施加到内燃机上的负荷小于预定负荷时，通过增加来自散热器中的冷却水的散热量，用于内燃机的冷却水的温度低于阈值。因此，冷却水不流过散热器侧冷却水路径。因此，冷却水的温度升高到不低于阈值的温度。如果出现这种情况，冷却水转而流过散热器侧冷却水路径。因此，冷却水的温度降低。当反复进行上述处理时，如果被施加到内燃机上的负荷小于预定负荷，则用于内燃机的冷却水的温度从而被维持在所需要的温度附近。

此外，所述散热量改变装置也可以适当地为当空气通过所述散热器时在空气流动通道上打开/关闭的挡板。

根据该挡板，挡板的开度越大，通过散热器的空气量越多。因此，可以从冷却水中带走更多的热量。因此，可以通过调节挡板的开度而调节冷却水的温度。应注意，挡板可以是能够完全打开和完全关闭并且仅维持这两种状态中的任一种的挡板，或者挡板可以是能够维持任意开度的挡板。

此外，所述切换装置可以适当地为恒温器，所述恒温器在用于所述内燃机的所述冷却水的温度不低于所述阈值的情况下允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径和所述旁路侧冷却水路径，以及在用于所述内燃机的所述冷却水的温度低于所述阈值的情况下允许所述冷却水流过所述旁路侧冷却水路径而不允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径。

恒温器根据散热器侧冷却水路径中的温度而自动打开/关闭。当设置有上述恒温器时，如果冷却水的温度低于阈值，则冷却水自动地不流过散热器，因此冷却水的流量因而减少。对此，可以通过调节来自散热器中的冷却水的散热量来抑制冷却水的温度降低。因此，可以抑制恒温器的关闭。因此，可以抑制冷却水的流量的减少。

此外，所述控制单元可以控制所述散热量改变装置，以使得与所述冷却水的温度低于所述规定温度的情况相比，在所述冷却水的温度不低于所述规定温度的情况下，来自所述散热器中的所述冷却水的散热量增加。

当冷却水的温度不低于规定温度时，即使通过允许冷却水流过散热器侧冷却水路径和旁路侧冷却水路径流过而增加冷却水的流量，也担心内燃机可能过热。对此，可以通过增加来自散热器中的冷却水的散热量来降低冷却水温度。因此，可以抑制内燃机过热。

本发明的有益效果

根据本发明，可以实现用于内燃机的冷却水的适当流量。

附图说明

图1示出了根据实施例的用于内燃机的冷却系统的示意性布置。

图2示出了示例出根据第一实施例的用于挡板的控制流程的流程图。

图3示出了概念性示例出引擎负荷、挡板的开度、散热器的出口处的冷却水温度(散热器出口水温)、内燃机的入口处的冷却水温度(引擎入口水温)、内燃机的出口处的冷却水温度(引擎出口水温)、恒温器的开度、流入内燃机的冷却水的流量(冷却水流量)和燃烧室的壁温的转变(transition)的时间图。

图4示出了冷却水的流量与内燃机中的热效率之间的关系。

图5示出了冷却水的流量与燃烧室的壁温之间的关系。

图6示出了根据第二实施例的用于内燃机的冷却系统的示意性布置。

图7示出了根据第三实施例的用于内燃机的冷却系统的示意性布置。

具体实施方式

下面将基于有关本发明实施方式的实施例，参考附图通过举例进行详细说明。然而，除非特别说明，否则在本发明的实施例中描述的例如每个构成部件或组件的尺寸或大小、材料、形状以及相对布置并非旨在将本发明的范围仅限于此。

(第一实施例)

图1示出了根据该实施例的用于内燃机的冷却系统的示意性布置。图1所示的内燃机1是基于水冷却系统的内燃机。内燃机1例如被装载在车辆上。

为了使冷却水循环而设置的水套2形成于内燃机1的内部。水套2至少形成在燃烧室的周围。此外，第一冷却水通道11和第二冷却水通道12被连接到内燃机1。散热器13和旁路通道14被连接到第一冷却水通道11和第二冷却水通道12。

第一冷却水通道11连接水套2的出口侧和散热器13的入口侧。也就是，第一冷却水通道11是为了从水套2排出冷却水而设置的通道。此外，第二冷却水通道12连接散热器13的出口侧和水套2的入口侧。也就是，第二冷却水通道12是为了将冷却水提供给水套2而设置的通道。

将冷却水从第二冷却水通道12侧排到水套2侧的水泵3被设置在第二冷却水通道12的下游端(也可以适当地说水泵3被设置在水套2的入口侧)。

旁路通道14通过使第一冷却水通道11与第二冷却水通道12之间连通而绕过散热器13。应注意，在该实施例中，散热器13、第一冷却水通道11、第二冷却水通道12以及水套2与根据本发明的散热器侧冷却水路径对应。此外，旁路通道14、从水套2到旁路通道14的范围内的第一冷却水通道11、从旁路通道14到水套2的范围内的第二冷却水通道12以及水套2与根据本发明的旁路侧冷却水路径对应。

散热器13通过在空气与用于内燃机1的冷却水之间进行热交换而从冷却水带走热。挡板16被设置于散热器13的在通过散热器13的空气的流动方向上的上游侧(车辆的前侧)，该挡板打开以使得空气流动或者该挡板关闭以使得空气的流动被切断。挡板16例如为格栅而被设置。当挡板16打开时，空气通过散热器13。另一方面，当挡板16关闭时，通过散热器13的空气量减少，并且来自冷却水的散热量显著减少。应注意，挡板16可以是能够完全打开和完全关闭并且仅维持这两种状态中的任一种的挡板，或者挡板16可以是能够维持任意开度的挡板。在该实施例中，将假设挡板16是能够完全打开和完全关闭并维持这两种状态中的任一种的挡板而进行说明。在该实施例中，挡板16与根据本发明的散热量改变装置对应。

恒温器15被设置在旁路通道14的下游端，即，被设置在旁路通道14与第二冷却水通道12连接的部分处。流过旁路通道14的冷却水总是流入恒温器15。于是，当冷却水的温度达到阈值时，恒温器15例如根据其中含有的双金属或蜡的热膨胀而自动进行阀打开。当恒温器15关闭时，在第二冷却水通道12中，冷却水的流动被切断。当恒温器15打开时，冷却水流过第二冷却水通道12。应注意，在该实施例中，恒温器15与根据本发明的切换装置对应。

当恒温器15关闭时，来自散热器13的冷却水的流动被切断。因此，从水套2流出到第一冷却水通道11的冷却水经由旁路通道14被再次供给到水套2。冷却水通过如上所述的冷却水的循环而逐渐变暖，并且促进内燃机1的暖机。另一方面，当恒温器15打开时，冷却水经由散热器13和旁路通道14而循环。例如，当冷却水的温度为82℃时，恒温器15开始打开，以及例如，当冷却水的温度为88℃时，恒温器15完全打开。相应地，当挡板16打开时，冷却水的温度例如被维持在约85℃。应注意，冷却水也循环通过除了散热器13和旁路通道14以外的部分，与恒温器15的状态无关。然而，图1中省略了这些部分。

此外，测量从水套2流出的冷却水的温度的温度传感器31被附接到第一冷却水通道11。与连接到旁路通道14的部分相比，温度传感器31在被设置在水套2侧的部分处被附接到第一冷却水通道11。

与如上所述构造的内燃机1组合设置ECU 30，ECU 30是用于控制内燃机1的电子控制单元。ECU 30根据内燃机1的运转条件和/或驾驶员的要求而控制内燃机1。应注意，在该实施例中，ECU 30与根据本发明的控制单元对应。

另外，除了上述传感器之外，用于输出与加速器开度对应的电信号以检测引擎负荷的加速器开度传感器33以及用于检测引擎转数的曲柄位置传感器34经由电气布线而被连接到ECU 30。于是，这些传感器的输出信号被输入到ECU 30。另一方面，挡板16经由电气布线而被连接到ECU 30，并且ECU 30控制挡板16。

ECU 30操作挡板16以使得在内燃机1的高负荷运转期间流过水套2的冷却水量增加。在这种情况下，在内燃机1的高负荷运转期间，内燃机1中产生的热增加，因此冷却水的温度升高。于是，如果冷却水的温度不低于阈值，则恒温器15打开，并且冷却水流过散热器13。然而，如果挡板16在冷却水流过散热器13时打开，则设置于散热器13的出口侧的冷却水的温度低于阈值。应注意，阈值可以是恒温器15开始打开时的温度。

如上所述，当挡板16打开时，在散热器13中，来自冷却水的散热量大。因此，冷却水的温度降低，并且恒温器15在某些情况下关闭。如果恒温器15完全关闭，则冷却水仅流过旁路通道14。因此，与冷却水流过散热器13时的情况相比，压力损失增加。由此，与恒温器15打开时相比，当恒温器15关闭时，水套2中的冷却水的流量减少。

在这种情况下，燃烧室在内燃机1的高负荷运转期间具有高温，因此担心可能发生爆震。于是，如果由于恒温器15的关闭而使水套2中的冷却水的流量减少，则担心燃烧室的冷却可能不充分。一般而言，冷却水的流量越大，传热系数越高。因此，降低燃烧室的温度的效果进一步提高。由此，与当具有接近阈值的温度的冷却水仅流过旁路通道14时相比，当具有高于阈值的温度的冷却水流过旁路通道14和散热器13时，在某些情况下，可以从燃烧室带走更多的热量。

相应地，在该实施例中，挡板16在内燃机1的高负荷运转期间(当引擎负荷不小于预定负荷时)关闭。很难通过关闭挡板16来在散热器13中降低冷却水的温度。因此，冷却水的温度被维持高于阈值，并且恒温器15保持打开。因此，冷却水连续流过散热器13，从而能够总是增加水套2中的冷却水的流量。应注意，如果冷却水的温度过度升高，则担心内燃机1可能过热。因而，只要温度低于规定温度，就关闭挡板16。

另一方面，挡板16在内燃机1的低负荷运转期间(当引擎负荷小于预定负荷时)打开。也就是，控制挡板16以使得与内燃机上的负荷不小于预定负荷时相比，当引擎负荷小于预定负荷时，使来自散热器13中的冷却水的散热量增加。通过这样做，借助恒温器15使冷却水的温度自动维持在所需要的温度。在低负荷运转期间，燃烧室的温度低，因此很难发生爆震。因此，散热器13中散热量增加，并且冷却水的温度降低。即使恒温器15关闭，冷却水的流量减少，也可以抑制爆震的发生。此外，在低负荷运转期间，燃烧室的温度容易降低，因此摩擦损失和/或冷却损失容易增加。然而，可以通过减少冷却水的流量而抑制燃烧室的温度的降低。

图2示出了示例出根据该实施例的挡板16的控制流程的流程图。ECU 30每当经过预定时间时执行该流程图。

在步骤S101中，判定引擎负荷是否不小于预定负荷。在该步骤中，判定内燃机1是否处于高负荷运转。预定负荷是可以被称为“高负荷”的负荷，并且预定负荷可以是当不允许冷却水流过散热器13而允许冷却水流过旁路通道14时，在内燃机1中发生爆震时的负荷或可能发生爆震时的负荷。如果在步骤S101中做出肯定判定，则例程前进到步骤S102。另一方面，如果做出否定判定，则例程前进到步骤S104，并且打开挡板16。在这种情况下，如果引擎负荷小于预定负荷，则通过打开挡板16而使冷却水温度被维持在阈值附近，从而提高燃料效率。

在步骤S102中，判定冷却水温度是否低于规定温度。规定温度是内燃机1过热时的温度或者担心内燃机1可能过热时的温度。如果在步骤S102中做出肯定判定，则例程前进到步骤S103。另一方面，如果做出否定判定，则例程前进到步骤S104，并且打开挡板16。在这种情况下，如果冷却水温度不低于规定温度，则可以通过打开挡板16而降低冷却水温度。因此，可以抑制内燃机1过热。

在步骤S103中，关闭挡板16。也就是，担心可能会发生爆震。因此，通过关闭挡板16，使得冷却水的温度不低于阈值，并且打开恒温器15。因此，能够维持其中在水套2中冷却水的流量大的状态。因此，能够抑制燃烧室的温度升高。从而能够抑制爆震的发生。

以此方式，如果引擎负荷不小于预定负荷，并且冷却水温度低于规定温度，则重复执行步骤S101、步骤S102和步骤S103。因此，可以使冷却水的温度被维持为不低于阈值。因此，可以维持恒温器15打开的状态，从而即使在高负荷运转状态的情况下也能够持续冷却燃烧室。也就是，即使在引擎负荷高的状态的情况下，也有意地减少来自冷却水的散热量，从而使冷却水的流量不降低。由此，可以优选地冷却内燃机1。

然而，在挡板16关闭的时段期间，冷却水的温度下降受到抑制。因此,在某些情况下，使冷却水的温度升高到不低于规定温度。在这样的情况下，在步骤S102中做出否定判定。因此，例程前进到步骤S104，并且挡板16被打开。当挡板16被打开时，来自散热器13中的冷却水的散热量因而增加。因此，能够降低冷却水的温度。如果冷却水的温度降低到低于规定温度，则在步骤S102中做出肯定判定。例程前进到步骤S103，挡板16再次被关闭。因此，恒温器15被维持打开。以此方式，可以使冷却水的温度维持为不低于阈值，同时抑制冷却水的温度升高到不低于规定温度。

此外，在重复执行步骤S101、步骤S102和步骤S103的过程中，引擎负荷在某些情况下小于预定负荷。在这样的情况下，在步骤S101中做出否定判定。因此，例程前进到步骤S104，并且挡板16被打开。当挡板16被打开时，冷却水的温度因而降低。于是，由于恒温器15的作用，冷却水的温度被维持在阈值附近，并且冷却水的流量减少。因此，可以抑制燃烧室的温度的降低。从而可以抑制摩擦损失和/或冷却损失的增加。

图3示出了概念性示例出引擎负荷、挡板16的开度、散热器13的出口处的冷却水温度(散热器出口水温)、内燃机1的入口处的冷却水温度(引擎入口水温)、内燃机1的出口处的冷却水温度(引擎出口水温)、恒温器15的开度、流入内燃机1的冷却水的流量(冷却水流量)和燃烧室的壁温的转变的时间图。引擎出口处的水温近似等于散热器13的入口处的冷却水温度(散热器入口水温)。

在由T1指示的时间点处，引擎负荷开始上升。在这种情况下，挡板16完全打开。在由T2指示的时间点处，引擎负荷增加到预定负荷。挡板16在由T2指示的时间点之前打开，因此散热器13中的冷却水的冷却能力足够高。此外，在由T2指示的时间点之前，引擎负荷也为低的，因此即使当恒温器15的开度小时，引擎入口处的水温也维持恒定。应注意，恒温器15的开度在由T2指示的时间点之前恒定在相对小的开度。然后，当引擎负荷在由T2指示的时间点处增加到预定负荷时，挡板16被ECU 30关闭。因此，在散热器13中很难辐射热。因此，散热器出口处的水温和引擎入口处的水温开始上升。恒温器15的开度根据散热器出口处的水温和引擎入口处的水温的升高而增加。于是，通过散热器13的冷却水的流量根据恒温器15的开度的增大而增加。因此，流入内燃机1的冷却水的流量增加。因此，燃烧室的壁温开始降低。

在由T3指示的时间点处，引擎负荷的增加结束并且引擎负荷变得恒定。然而，在这种情况下，引擎负荷不小于预定负荷，因此挡板16被维持关闭。因此，散热器出口处的水温继续升高。因此，恒温器15的开度也进一步增大，并且流入内燃机1的冷却水的流量也继续增加。由此，能够进一步降低燃烧室的壁温。散热器出口处的水温在由T4指示的时间点处变得恒定。在这种情况下，即使当挡板16被关闭时，也难以完全切断从散热器13的散热。当恒温器15的开度被设置为使得从散热器13辐射的热与从内燃机1接收的热均衡时，恒温器15的开度变得恒定。也就是，即使当挡板16被关闭时，散热器出口处的水温也根据从散热器13的散热而变得恒定。此外，由于恒温器15的开度恒定，冷却水的流量变得恒定，并且燃烧室的壁温也变得恒定。引擎入口处的水温在T2至T4的时段期间升高。然而，在这种情况下，恒温器15的开度增大，由此冷却水的流量也增加。由此，由内燃机1内部的每单位体积的冷却水接收的热量相对减少，从而抑制冷却水温度的升高。因此，引擎出口处的水温变得恒定。

引擎负荷从由T5指示的时间点处开始下降。应注意，即使在引擎负荷仅开始下降时，挡板16也不被打开。当引擎负荷在由T6指示的时间点处下降到预定负荷时，挡板16被打开。因此，散热器出口处的水温开始下降，由此恒温器15的开度也减小。由于恒温器15的开度的减小，冷却水的流量减少。因此，燃烧室的壁温开始上升。

引擎负荷的下降在由T7指示的时间点处终止。然而，在这种情况下，散热器出口处的水温仍为高的。因此，恒温器15处于关闭处理的过程中。然后，在由T8指示的时间点处设置恒温器15的开度，以使得从散热器13辐射的热与从内燃机1接收的热均衡。恒温器15的开度在由T8指示的时间点处以及在该时间点之后变得恒定。因此，散热器出口处的水温、冷却水的流量和燃烧室的壁温变得恒定。引擎入口处的水温在从T6至T8的时段期间下降。然而，在这种情况下，恒温器15的开度减小，由此冷却水的流量也减少。由此，由内燃机1内部的每单位体积的冷却水接收的热量相对增加，从而抑制冷却水温度的下降。因此，引擎出口处的水温变得恒定。

如上所述，根据该实施例，与车辆的速度无关地，当引擎负荷不小于预定负荷时，挡板16被关闭，由此可以增加冷却水的流量。因此，能够降低燃烧室的温度，从而可以抑制爆震的发生。此外，当冷却水的温度不低于规定温度时，可以通过打开挡板16而降低冷却水的温度。因此，可以抑制内燃机1过热。也就是，当内燃机1上的负荷不小于预定负荷时，控制挡板16以使得冷却水的温度不低于阈值但低于规定温度。由此，能够抑制内燃机1的过热，能够抑制爆震的发生，并且能够提高燃料效率。此外，当引擎负荷小于预定负荷时，通过打开挡板16而减少冷却水的流量。因此，可以维持燃烧室的温度仍为高的状态。由此，可以减少摩擦损失和冷却损失。因此，能够提高燃料效率。

应注意，在该实施例中，假设当挡板16关闭时挡板16完全关闭而进行了说明。然而，作为代替，当挡板16关闭时，挡板16可以具有这样的开度：该开度小于在挡板16完全打开时设置的开度，并且大于在挡板16完全关闭时设置的开度。此外，在该实施例中，代替当挡板16关闭时挡板16完全关闭的状况，恒温器15的开度可以通过以下方式被调节：根据内燃机1上的负荷而改变挡板16的开度，以改变水套2中的冷却水的流量。在这些情况下，使用能够被维持在任意开度的挡板16。

在这种情况下，图4示出了冷却水的流量与内燃机中的热效率之间的关系。此外，图5示出了冷却水的流量与燃烧室的壁温之间的关系。如果只调查图5所示的燃烧室的壁温，则似乎冷却水的流量越大，燃烧室的壁温越低。然而，如图4所示，热效率具有最大值。与此相关，当冷却水的流量逐渐增加时，爆震的发生受到抑制，因此提高了热效率。然而，当冷却水的流量增加到一定程度时，由冷却损失和/或摩擦损失施加的影响增大，因此热效率降低。因此，在由冷却损失和/或摩擦损失施加的影响开始增大时的冷却水流量下，热效率具有最大值。

应注意，热效率最高时的冷却水的流量根据引擎负荷而变化。引擎负荷越高，爆震越容易发生。因此，当冷却水的流量增加时，抑制爆震的效果增加。由此，随着引擎进一步负荷增加，热效率的最大值向高流量侧移动。

鉴于上述，在该实施例中，也允许通过借助根据引擎负荷改变挡板16的开度而改变恒温器15的开度，来改变冷却水的流量。

具体地，在上述步骤S103中，当挡板16被关闭时，挡板16未被完全关闭。替代地，当前时间点处的引擎负荷越高，挡板16的开度越小。随着挡板16的开度减小，可以进一步减少散热器13中的散热量。因此，冷却水的温度升高。因此，进一步增大恒温器15的开度，从而能够增加流过散热器13的冷却水量。因此，可以增加流过水套2的冷却水量。例如，可以借助任何试验或任何模拟而预先确定引擎负荷与挡板16的开度之间的关系。

(第二实施例)

在该实施例中，设置开关阀来代替恒温器15，该开关阀例如通过电动机而被打开/关闭。通过打开/关闭开关阀，改变冷却水的流动通道。例如，其它设备或装置与第一实施例中的那些相同，将省略对其的任何说明。

图6示出了根据该实施例的用于内燃机的冷却系统的示意性布置。开关阀21被设置在第二冷却水通道12与旁路通道14之间的连接部处。开关阀21根据从ECU 30提供的信号而打开/关闭。如果由温度传感器31检测到的冷却水的温度不低于阈值，则ECU 30打开开关阀21，而如果冷却水的温度低于阈值，则ECU 30关闭开关阀21。应注意，在该实施例中，开关阀21与根据本发明的切换装置对应。

当开关阀21被关闭时，从水套2流出到第一冷却水通道11的冷却水经由旁路通道14再次被提供给水套2。另一方面，当开关阀21打开时，冷却水经由散热器13和旁路通道14而循环。

以此方式，即使在开关阀21根据冷却水的温度而被打开/关闭时，也可以按照与使用上述实施例中的恒温器15进行冷却水温度的控制相同的方式来进行冷却水温度的控制。于是，如果在引擎负荷不小于预定负荷时挡板16关闭，则冷却水温度不低于阈值。因此，ECU30打开开关阀21。因此，冷却水的流量增加，从而能够降低燃烧室的温度。因此，可以抑制爆震的发生。

(第三实施例)

图7示出了根据该实施例的用于内燃机的冷却系统的示意性布置。在该实施例中，未设置挡板16。另一方面，与散热器13平行地设置第二散热器41。此外，在第二散热器41的入口侧设置用于第一冷却水通道11的开关阀42，该开关阀42根据从ECU 30提供的信号而打开/关闭。应注意，在该实施例中，开关阀42与根据本发明的散热量改变装置对应。

在这种情况下，如果在恒温器15打开时打开开关阀42，则冷却水流过散热器13和第二散热器41。因此，可以从冷却水中带走更多的热量。也就是，当开关阀42打开时，可以获得与挡板16打开时获得的效果相同或等同的效果。另一方面，如果在恒温器15打开时关闭开关阀42，则冷却水不流过第二散热器41，而冷却水仅流过散热器13。由此，当开关阀42关闭时，与开关阀42打开时相比，从冷却水中带走的热减少。也就是，当开关阀42关闭时，可以获得与挡板16关闭时获得的效果相同或等同的效果。

因此，如果在引擎负荷不小于预定负荷时ECU 30关闭开关阀42，则冷却水温度不低于阈值。因此，冷却水的流量增加。因此，可以降低燃烧室的温度。从而，可以抑制爆震的发生。

附图标记列表

1：内燃机，2：水套，3：水泵，11：第一冷却水通道，12：第二冷却水通道，13：散热器，14：旁路通道，15：恒温器，16：挡板，21：开关阀，30：ECU，31：温度传感器，33：加速器开度传感器，34：曲柄位置传感器，41：第二散热器，42：开关阀。

Claims

1.一种用于内燃机的冷却系统，包括：

散热器，其辐射来自用于所述内燃机的冷却水的热；

散热器侧冷却水路径，其使所述冷却水循环通过所述散热器和所述内燃机；

旁路侧冷却水路径，其使所述冷却水循环通过所述内燃机而绕过所述散热器；

切换装置，其在用于所述内燃机的所述冷却水的温度不低于阈值的情况下允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径和所述旁路侧冷却水路径，以及在用于所述内燃机的所述冷却水的温度低于所述阈值的情况下允许所述冷却水流过所述旁路侧冷却水路径而不允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径；

散热量改变装置，其改变来自所述散热器中的所述冷却水的散热量，其中，所述散热量改变装置是当空气通过所述散热器时在空气流动通道上打开/关闭的挡板；以及

控制单元，其在被施加到所述内燃机上的负荷不小于预定负荷的情况下在所述冷却水的温度不低于规定温度时打开所述挡板且在所述冷却水的温度低于所述规定温度时关闭所述挡板，以及在被施加到所述内燃机上的负荷小于所述预定负荷的情况下打开所述挡板，所述规定温度是比所述阈值高的温度。

2.根据权利要求1所述的用于内燃机的冷却系统，其中，所述切换装置是恒温器，所述恒温器在用于所述内燃机的所述冷却水的温度不低于所述阈值的情况下允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径和所述旁路侧冷却水路径，以及在用于所述内燃机的所述冷却水的温度低于所述阈值的情况下允许所述冷却水流过所述旁路侧冷却水路径而不允许所述冷却水流过所述散热器侧冷却水路径。