CN107339144A - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆，其高效地进行车辆各部分的预热及冷却。相对于发动机(2)的气缸体(14)及气缸盖(16)独立地流通冷却水、且设置有对冷却水进行冷却的散热器(24)及使冷却水绕过散热器(24)的旁通流路(100m)的车辆(1)具备：第一阀(18)，其切换向气缸体(14)流通冷却水的开状态和不向气缸体(14)流通冷却水的闭状态；第二阀(22)，其流入在气缸盖(16)流通的冷却水及经由第一阀(18)在气缸体(14)流通的冷却水，并且可以以中间开度调整向散热器(24)及旁通流路(100m)流通的冷却水的流量；以及控制部(38)，其控制第一阀(18)的开闭和第二阀(22)的开度。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及使冷却水在各部循环的车辆。

背景技术

目前，提出一种车辆，其设置有对气缸体及气缸盖独立地流通冷却水的流路，同时，利用恒温阀连接向散热器流通冷却水的流路和使冷却水绕过散热器的旁通流路(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－324459号公报

但是，在上述专利文献1所记载的车辆中，因为通过冷却水的温度切换恒温阀的开闭状态，所以存在下述问题，即使在发动机成为例如高负荷，温度急剧上升的情况下，向散热器流通冷却水的时机也会延迟，不能提早将冷却水进行冷却。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够高效地进行车辆各部分的预热及冷却的车辆。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的车辆对发动机的气缸体及气缸盖独立地流通冷却水，并且设置有对冷却水进行冷却的散热器、及使冷却水绕过该散热器的旁通流路，其中，该车辆具备：第一阀，其切换向所述气缸体流通冷却水的开状态和不向该气缸体流通冷却水的闭状态；第二阀，在所述气缸盖流通的冷却水以及经由所述第一阀在所述气缸体流通的冷却水流入第二阀，并且第二阀可以以中间开度调整向所述散热器及所述旁通流路流通的冷却水的流量；以及控制部，其控制所述第一阀的开闭和所述第二阀的开度。

另外，所述控制部可以基于发动机转速、发动机负荷、及在所述气缸盖流通的冷却水的温度，控制所述第二阀的开度。

另外，所述控制部可以基于在所述气缸体流通的冷却水的温度、及通过水泵喷出的冷却水的温度，修正所述第二阀的开度。

另外，还可以具备恒温阀，其切换相对于所述气缸体及所述气缸盖独立地向变速器流通冷却水的开状态、以及不向该变速器流通冷却水的闭状态。

另外，还可以具备输水管，其将从所述第二阀流入的冷却水、及经由所述恒温阀从所述变速器流通的冷却水向所述旁通流路排出。

发明效果

根据本发明，能够高效地进行车辆各部分的预热及冷却。

附图说明

图1是说明车辆的构成的图。

图2是表示第二阀中的转子(ロータリー)的旋转角度和开口率的关系的图。

图3是说明加热器关闭时的冷却水的水流的图。

图4是说明加热器关闭时的冷却水的水流的图。

图5是说明加热器关闭时的冷却水的水流的图。

图6是说明加热器关闭时的冷却水的水流的图。

图7是说明加热器关闭时的冷却水的水流的图。

图8是说明加热器关闭时的冷却水的水流的图。

图9是说明加热器打开时的冷却水的水流的图。

图10是说明加热器打开时的冷却水的水流的图。

图11是说明加热器打开时的冷却水的水流的图。

图12是说明加热器打开时的冷却水的水流的图。

图13是说明加热器打开时的冷却水的水流的图。

符号说明

1 车辆

2 发动机

14 气缸体

16 气缸盖

18 第一阀

22 第二阀

30 变速器

40 阀控制部(控制部)

100m 旁通流路

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选的实施方式。该实施方式所示的尺寸、材料、其它具体的数值等只不过是用于容易理解发明的示例，除去特别说明的情况外，不限定本发明。此外，本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能、结构的要素标注同一符号，由此省略重复说明，另外，与本发明没有直接关系的要素省略图示。

图1是说明车辆1的结构的图。此外，图1中，由实线箭头表示冷却流路100，由虚线表示信号流。如图1所示，车辆1设有水泵10、上油盘(オイルパンアッパー)12、发动机2(气缸体14、气缸盖16)、第一阀18、输水管20、第二阀22、散热器24、加热器26、EGR(废气再循环)冷却器28、变速器30、输水管32、恒温阀34、节流阀36、控制部38、温度传感器T1～T4。而且，车辆1中，经由冷却流路100(100a～100m)在这些各部使冷却水循环。

水泵10连接泵喷出流路100a、散热器流路100g、加热器流路100h、旁通流路100m。水泵10被发动机2的旋转动力旋转驱动，向泵喷出流路100a喷出从散热器流路100g、加热器流路100h、旁通流路100m流入的冷却水。

上油盘12连接泵喷出流路100a、气缸体流入流路100b、EGR流路100j、变速器流路100k。上油盘12暂时流入经由泵喷出流路100a从水泵10流入的冷却水，将流入的冷却水排出到气缸体流入流路100b、EGR流路100j、变速器流路100k。

发动机2是具备一对气缸体14及一对气缸盖16的，且一对气缸体14以在大致水平方向对置的方式配置的所谓水平对置发动机。发动机2的驱动扭矩被变速器30变速并向车轮传递。在气缸体14上设置有向气缸体14的内部、及气缸盖16的内部分支出冷却水的分支室14a。此外，图1中，一对气缸体14、及一对气缸盖16被相互分开图示，但在实施时，以一对气缸体14对置的方式进行连结，同时，对气缸体14分别连结气缸盖16。

气缸体14在分支室14a的下游侧连接有排出在内部流通的冷却水的气缸体排出流路100c，并且，经由分支室14a连接气缸盖16。另外，气缸盖16连接有排出在内部流通的冷却水的气缸盖流路100e。

第一阀18是连接气缸体排出流路100c及阀流路100d，可切换使气缸体排出流路100c及阀流路100d连通的开状态、及断开气缸体排出流路100c及阀流路100d的闭状态的ON/OFF阀。第一阀18在开状态下，将从气缸体排出流路100c流入的冷却水排出到阀流路100d。另一方面，第一阀18在闭状态下，断开从气缸体排出流路100c流入的冷却水，不将其向阀流路100d排出。

输水管20连接阀流路100d、气缸盖流路100e、第二阀流入流路100f，将从阀流路100d及气缸盖流路100e流入的冷却水排出到第二阀流入流路100f。即，输水管20使在发动机2流通的冷却水流入第二阀22。

第二阀22是连接第二阀流入流路100f、散热器流路100g、加热器流路100h、输水流路100i的旋转式阀。第二阀22通过转子旋转，如之后所详述，切换与第二阀流入流路100f连接的流路(散热器流路100g、加热器流路100h、输水流路100i)。

散热器24设置于散热器流路100g的中途，通过将冷却水的热量向外部散热，对冷却水进行冷却。加热器26设置于加热器流路100h的中途，通过打开未图示的加热器开关，将冷却水的热量向车内散热，将车内加温。

EGR冷却器28设置于EGR流路100j的中途，在使从发动机2排出的废气的一部分循环到发动机2的进气流路的EGR流路的中途对废气进行冷却。变速器30是所谓的无级变速器(CVT(Continuously Variable Transmission))，被设置于变速器流路100k的中途，将从发动机2传递的传递转矩无级地变速并向车轮传递。

输水管32连接输水流路100i、EGR流路100j、节流阀流路100l、旁通流路100m，并且经由恒温阀34连接变速器流路100k。输水管32将从输水流路100i、EGR流路100j及变速器流路100k流入的冷却水排出到节流阀流路100l及旁通流路100m。此外，在节流阀流路100l流通的冷却水的流量相对于在其它流路流通的冷却水的流量极少。

恒温阀34连接变速器流路100k，并且与输水管32连结。恒温阀34在输水管32内的冷却水的温度达到预先设定的第一温度阈值(例如50℃)以上时，成为使变速器流路100k和输水管32连通的开状态，在输水管32内的冷却水的温度低于第一温度阈值的情况下，成为断开变速器流路100k和输水管32的闭状态。

节流阀36被设置于在加热器流路100h中的加热器26下游侧合流的节流阀流路100l的中途，根据加速踏板的踏入量，通过未图示的促动器调整开度，调整向发动机2供给的空气量。

控制部38由包含中央处理装置(CPU)、存储程序等的ROM、作为工作区域的RAM等的半导体集成电路构成。在控制部38连接有温度传感器T1～T4，基于从这些温度传感器T1～T4发送的信号、及发动机2的运转状况(发动机转速及发动机负荷)，控制水泵10、第一阀18及第二阀22。此外，控制部38基于从设置于发动机2的曲轴的未图示的曲轴转角传感器发送的表示曲轴转角的信号导出发动机转速，另外，导出节流阀36的开度作为发动机负荷。

温度传感器T1设置于泵喷出流路100a，测量从水泵10喷出的冷却水的温度。温度传感器T2设置于气缸体14内，测量在气缸体14的内部流通的冷却水的温度。温度传感器T3设置于气缸盖16内，测量在气缸盖16的内部流通的冷却水的温度。温度传感器T4设置于第二阀流入流路100f，测量在发动机2流通的冷却水的温度。

接着，对控制部38进行的控制处理进行说明。在此，首先，对第二阀22中的转子的旋转角度和开口率的关系进行说明后，说明控制部38进行的控制处理。

图2是表示第二阀22中的转子的旋转角度和开口率的关系的图。此外，图2中，由虚线表示相对于散热器流路100g的开口率，由细线(实线)表示相对于加热器流路100h的开口率，由粗线(实线)表示相对于输水流路100i的开口率。

如图2所示，第二阀22以转子的旋转角度为0°的状态为基准，转子在正方向及负方向可旋转。第二阀22在转子的旋转角度为0°的情况下(图中“A”)，相对于散热器流路100g、加热器流路100h及输水流路100i的开口率全部为0％，均不向散热器流路100g、加热器流路100h及输水流路100i排出冷却水。

另外，就第二阀22而言，当转子向正方向旋转，成为图中“B”的旋转角度时，相对于加热器流路100h的开口率为100％，仅向加热器流路100h排出最大流量的冷却水。而且，就第二阀22而言，当转子进一步向正方向旋转，成为图中“C”的旋转角度时，相对于加热器流路100h及输水流路100i的开口度为100％，向加热器流路100h及输水流路100i排出冷却水。即，在图中“C”的旋转角度下，不向散热器流路100g流通冷却水，而经由输水流路100i及输水管32向旁通流路100m流通冷却水，因此，旁通流路100m也可以说是绕过散热器24使冷却水流通的流路。

而且，就第二阀22而言，当转子从图中“C”进一步向正方向旋转时，在图中“D”的范围，相对于输水流路100i的开口率从100％减小至0％，同时，相对于散热器流路100g的开口率从0％增大至100％。此外，第二阀22在图中“D”的范围，相对于加热器流路100h的开口度被一直维持100％。因此，第二阀22在图中“D”的范围，向加热器流路100h排出冷却水，同时，以中间开度(根据开口率)相对于输水流路100i及散热器流路100g排出冷却水。即，第二阀22在图中“D”的范围，可以以中间开度调整在散热器24及旁通流路100m流通的冷却水的流量。

另外，就第二阀22而言，当转子从图中“D”的范围的旋转角度进一步向正方向旋转，成为图中“E”的旋转角度时，相对于加热器流路100h及散热器流路100g的开口率为100％，向加热器流路100h及散热器流路100g排出冷却水。即，在图中“E”的旋转角度，不向旁通流路100m流通冷却水，而向散热器流路100g(散热器24)流通冷却水，因此，最大地向散热器24流通冷却水。

另一方面，就第二阀22而言，当转子向负方向旋转，成为图中“F”的旋转角度时，相对于输水流路100i的开口度为100％，仅向输水流路100i排出冷却水。

而且，就第二阀22而言，当转子从图中“F”进一步向负方向旋转时，在图中“G”的范围，相对于输水流路100i的开口率从100％减小至0％，同时，相对于散热器流路100g的开口率从0％增大至100％。因此，第二阀22在图中“G”的范围，可以以中间开度调整向散热器24及旁通流路100m流通的冷却水的流量。

另外，就第二阀22而言，当转子从图中“G”的范围的旋转角度进一步向负方向旋转，成为图中“H”的旋转角度时，相对于散热器流路100g的开口率为100％，向散热器流路100g排出冷却水。

这样，就第二阀22而言，根据转子向正方向或负方向的哪一方旋转，可以调整是否向加热器流路100h排出冷却水。另外，就第二阀22而言，不管转子向正方向及负方向的哪一方旋转的情况下，都能够根据旋转角度调整相对于输水流路100i及散热器流路100g的开口率。即，第二阀22可以根据旋转角度，调整向旁通流路100m及散热器24流通的冷却水的流量。

接着，对控制部38进行的控制处理进行说明。如图1所示，控制部38在执行控制处理的情况下，作为阀控制部40起作用。

阀控制部40基于由温度传感器T1～T4测量的冷却水的温度、发动机转速及发动机负荷，控制第一阀18的开闭状态，并且控制第二阀22的转子的旋转角度。

阀控制部40在由温度传感器T2测量的、在气缸体14流通的冷却水的温度(以下称作气缸体温度)低于预先设定的第二温度阈值(例如110℃)的情况下，使第一阀18成为闭状态，不向气缸体14流通冷却水。另外，阀控制部40在气缸体温度为第二温度阈值(例如110℃)以上情况下，使第一阀18成为开状态，向气缸体14流通冷却水。

另外，阀控制部40基于通过温度传感器T3测量的气缸盖温度取得多个目标温度图(目標温度マップ)中的任一个，且基于发动机转速及发动机负荷，参照取得的目标温度图，设定在气缸盖16流通的冷却水的目标温度。此外，这些多个目标温度图中，发动机转速及发动机负荷与目标温度对应，以随着发动机负荷升高，目标温度降低的方式进行设定，并将其存储于ROM。

就阀控制部40而言，当设定目标温度时，根据加热器开关的开关、及设定的目标温度，决定第二阀22的转子的旋转角度，并以成为所决定的旋转角度的方式将第二阀22(转子)控制为图2中“A”～“G”的任一状态。此外，在此，阀控制部40以随着所设定的目标温度变高，向正方向或负方向进一步旋转的方式进行控制。即，阀控制部40以随着目标温度升高而不向散热器24流通冷却水的方式进行控制，使得冷却水的温度上升，以及以随着目标温度降低而向散热器24流通冷却水的方式进行控制，使得冷却水的温度降低。

另外，阀控制部40基于目标温度和气缸盖温度的温度差修正第二阀22的转子的旋转角度。具体而言，阀控制部40在从目标温度减去气缸盖温度所得的温度差大于0的情况下，以随着温度差增大而使转子的旋转角度接近0°的方式进行修正。即，阀控制部40在气缸盖温度低于目标温度的情况下，以不向散热器24流通冷却水的方式进行控制，使得冷却水的温度上升。

另外，阀控制部40在从目标温度减去气缸盖温度所得的温度差小于0的情况下，以随着温度差减小而使转子的旋转角度偏离0°的方式进行修正。即，阀控制部40在气缸盖温度高于目标温度的情况下，以向散热器24流通冷却水的方式进行控制，使得冷却水的温度降低。

另外，阀控制部40基于由温度传感器T1测量的、从水泵10喷出的冷却水的温度(以下也称作泵温度)、及由温度传感器T4测量的、在发动机2流通的冷却水的水温(以下也称作发动机温度)，修正第二阀22的转子的旋转角度。在此，在发动机转速或发动机负荷急剧变化而目标水温变化的情况下，以水温的响应延迟减少的方式修正第二阀22的转子的旋转角度。

接着，举出具体例说明在与第一阀18、第二阀22及恒温阀34的开闭状态相对应的冷却流路100流通的冷却水的水流。此外，如上所述，阀控制部40主要基于发动机转速及发动机负荷控制第二阀22的转子的旋转角度，但是，在此，为了便于理解，基于冷却水的水温进行说明。

图3～图8是说明加热器26关闭时的冷却水的水流的图。此外，图3～图8中，用实线表示冷却水流通的冷却流路100(100a～100m)，用虚线表示冷却水未流通的冷却流路100(100a～100m)，用点划线表示以中间开度控制冷却水的流通的冷却流路100(100a～100m)。

如图3所示，在发动机2启动时等，冷却水未被加温而为低温(50℃以下)的情况下，第二阀22被维持在图2中“A”的旋转角度，同时，第一阀18及恒温阀34成为闭状态。该情况下，在车辆1中，第一阀18为闭状态，且第二阀22相对于任一流路，开口率均为0％，因此，从水泵10喷出的冷却水经由上油盘12仅向EGR流路100j流通。而且，流入输水管32的冷却水的一部分在节流阀流路100l流通，同时，流入输水管32的冷却水的大部分经由旁通流路100m返回水泵10。

这样，在冷却水为低温的情况下，限定流通冷却水的冷却流路100，实现发动机2及变速器30内的冷却水的早期的温度上升，使发动机2内的油的温度上升，提前使油摩擦(オイルフリクション)降低。

然后，当输水管32内的冷却水的温度达到第一温度阈值(50℃)以上时，在车辆1中，如图4所示，恒温阀34成为开状态，也向变速器流路100k流通冷却水，使变速器30内的油温度上升，提前使油摩擦降低。

另外，当气缸盖温度上升，第二阀22被维持在图2中“F”的旋转角度，相对于输水流路100i的开口率成为100％时，在车辆1中，如图5所示，从第二阀22向输水管32流通冷却水。于是，从上油盘12经由分支室14a向气缸盖16流通冷却水。由此，气缸盖16被冷却水冷却。在此，气缸盖16由于受热比气缸体14大，热容量比气缸体14小，因此，温度容易上升，因而与气缸体14独立地，先向气缸盖16流通冷却水。

之后，当冷却水的水温进一步上升，第二阀22被控制在图2中“G”的领域，相对于输水流路100i及散热器流路100g的开口率成为中间开度时，在车辆1中，如图6所示，在气缸盖16流通的冷却水的一部分也向散热器24流通。当向散热器24流通冷却水时，冷却水被散热器24冷却。此时，根据相对于输水流路100i及散热器流路100g的开口率，调整流入散热器24的冷却水的流量，因此，冷却水的冷却量也被调整。

另外，当气缸体温度达到第二温度阈值以上时，第一阀18成为开状态，在车辆1中，如图7所示，对气缸体14也流通冷却水。当向气缸体14流通冷却水时，气缸体14被冷却水冷却，被维持在适当温度。

而且，在发动机负荷升高，冷却水最容易升温的状况下，将第二阀22维持在图2中“H”的旋转角度，相对于散热器流路100g的开口率成为100％。该情况下，在车辆1中，如图8所示，在发动机2流通的冷却水几乎都流入散热器24，以最大限度冷却冷却水。

图9～图13是说明加热器26打开时的冷却水的水流的图。此外，图9～图13中，由实线表示冷却水流通的冷却流路100，由虚线表示冷却水不流通的冷却流路100，由点划线表示以中间开度控制冷却水的流通的冷却流路100。

在发动机2启动时等，冷却水未被加温而为低温的情况下，即使在加热器26打开的情况下，第二阀22也被维持为图2中“A”的旋转角度，同时，第一阀18及恒温阀34成为闭状态。该情况下，在车辆1中，与图3及图4所示的加热器26的关闭时相同，不向加热器26流通冷却水。

之后，当气缸盖温度上升，例如达到50℃时，第二阀22被维持在图2中“B”的旋转角度，相对于加热器流路100h的开口率成为100％。该情况下，在车辆1中，如图9所示，从第二阀22向加热器流路100h流通冷却水。于是，加热器26将冷却水的热量向车内放出，可以对车内制热。

之后，当气缸盖温度上升时，第二阀22被维持在图2中“C”的旋转角度，相对于输水管32及加热器流路100h的开口率成为100％。该情况下，在车辆1中，如图10所示，从第二阀22向输水管32及加热器流路100h流通冷却水。

之后，当冷却水的水温进一步上升时，第二阀22在图2中“D”的区域控制旋转角度，相对于输水流路100i及散热器流路100g的开口率成为中间开度，同时，相对于加热器流路100h的开口率成为100％。该情况下，在车辆1中，如图11所示，向加热器流路100h流通冷却水，同时，在气缸盖16流通的冷却水的一部分也向散热器24流通。

另外，当气缸体温度达到第二温度阈值以上，第一阀18成为开状态时，如图12所示，对于气缸体14也流通冷却水。该情况下，在车辆1中，当向气缸体14流通冷却水时，气缸体14被冷却，被维持在适当温度。

而且，在发动机负荷变高，冷却水最容易升温的状况下，第二阀22被维持在图2中“E”的旋转角度，相对于散热器流路100g及加热器流路100h的开口率成为100％。该情况下，在车辆1中，如图13所示，在发动机2流通的冷却水向加热器流路100h及散热器24流通，冷却水被以最大限度冷却。

这样，车辆1可以使冷却水对气缸体14及气缸盖16独立地流通，通过第一阀18控制是否向气缸体14流通冷却水。另外，车辆1上设置有第二阀22，其被流入在发动机2(气缸体14及气缸盖16)流通的冷却水，以中间开度控制相对于散热器流路100g及旁通流路100m的冷却水的流入。

因此，车辆1中，通过控制第二阀22，散热器流路100g及旁通流路100m中的至少一方流通冷却水，由此，可以向气缸盖16流通冷却水。另外，车辆1中，通过控制第二阀22，调整相对于散热器流路100g的开口率，由此可以调整冷却水的冷却量。这样，车辆1可以根据发动机2的运转状况提前控制冷却水的温度的上升及降低，可以高效地进行车辆1的各部(气缸体14、气缸盖16、EGR冷却器28、加热器26、变速器30等)的预热及冷却。

另外，与发动机2独立地向变速器30流通冷却水，当输水管32内的冷却水的水温达到第一温度阈值以上时，向变速器30流通冷却水，因此，能够与发动机2独立地对变速器30进行预热及冷却。

以上，参照附图说明了本发明的优选的实施方式，但不言而喻，本发明不限于该实施方式。只要是本领域技术人员，就能够明了在权利要求的范围内所记载的范畴能够想到各种变更例或修正例，应理解到这些当然也属于本发明的技术范围。

例如，在上述的实施方式中，作为变速器30，以CVT为例进行了说明，但变速器30不限于此，例如也可以是有级变速器。

产业上的可利用性

本发明可以用于使冷却水在各部分循环的车辆。

Claims (5)

1.一种车辆，其对发动机的气缸体及气缸盖独立地流通冷却水，并且设置有对冷却水进行冷却的散热器、以及使冷却水绕过该散热器的旁通流路，其特征在于，所述车辆具备：

第一阀，其切换向所述气缸体流通冷却水的开状态和不向该气缸体流通冷却水的闭状态；

第二阀，在所述气缸盖流通的冷却水、以及经由所述第一阀在所述气缸体流通的冷却水流入所述第二阀，并且所述第二阀能够以中间开度调整向所述散热器及所述旁通流路流通的冷却水的流量；以及

控制部，其控制所述第一阀的开闭，以及所述第二阀的开度。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，

所述控制部基于发动机转速、发动机负荷、以及在所述气缸盖流通的冷却水的温度，控制所述第二阀的开度。

3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，

所述控制部基于在所述气缸体流通的冷却水的温度、以及通过水泵喷出的冷却水的温度，修正所述第二阀的开度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆，其特征在于，

还具备恒温阀，所述恒温阀切换相对于所述气缸体及所述气缸盖独立地向变速器流通冷却水的开状态和不向该变速器流通冷却水的闭状态。

5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，

还具备输水管，所述输水管将从所述第二阀流入的冷却水以及经由所述恒温阀从所述变速器流通的冷却水向所述旁通流路排出。