DE102012202531A1

DE102012202531A1 - Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102012202531A1
Application number: DE102012202531A
Authority: DE
Inventors: Michio Nishikawa; Takeo Matsumoto; Mitsuo Hara; Mitsunobu Uchida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2012-08-23
Also published as: US20120210954A1; US8695541B2; JP2012172624A; CN102650232A; CN102650232B; JP5505331B2

Abstract

Zum Zeitpunkt eines Aufwärmens eines Verbrennungsmotors (10) arbeitet eine Strömungsreguliereinheit (23, 23a) in einem Kühlsystem (1) in einem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus. In diesem Modus wird eine kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein erster oberer Grenzwert (≤ Qhd, wenn der Verbrennungsmotor (10) im normalen Betrieb ist) ist; wird eine blockseitige Kühlwasserströmungsrate (Qbk) so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein zweiter oberer Grenzwert (≤ erster oberer Grenzwert) ist; und Kühlwasser, das aus einem blockseitigen Kanal (11a) und einem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, strömt hauptsächlich in einen Bypasskanal (25). Wenn eine Erwärmungsanforderung an ein Erwärmen einer geblasenen Luft durch einen erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b) zu einem Zeitpunkt eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors (10) gemacht wird, arbeitet die Reguliereinheit (23, 23a) in einem Erwärmungsprioritätsmodus. In diesem Modus wird die Qhd so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein dritter oberer Grenzwert (erster oberer Grenzwert < dritter oberer Grenzwert ≤ Qhd bei normalem Betrieb) ist; wird die Qbk so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein vierter oberer Grenzwert (≤ dritter oberer Grenzwert) ist; und zumindest Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, strömt in den erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor, das den Verbrennungsmotor kühlt, indem Kühlwasser durch den Verbrennungsmotor zirkuliert.
Bislang ist ein Verbrennungsmotorkühlsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, das einen Verbrennungsmotor kühlt, indem Kühlwasser in einem Verbrennungsmotor zum Abgeben einer Antriebskraft zum Fahren des Fahrzeugs zirkuliert.
Beispielsweise sind in einem Verbrennungsmotorkühlsystem, das in der Druckschrift JP 2010-163920 A offenbart ist, ein kopfseitiger Kanal, der ein Kühlwasser zum Kühlen eines Zylinderkopfs zirkulieren lässt, und ein blockseitiger Kanal, der ein Kühlwasser zum Kühlen eines Zylinderblocks zirkulieren lässt, in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors wird ein schnelles Aufwärmen des gesamten Verbrennungsmotors verwirklicht, indem verhindert wird, das Kühlwasser in dem kopfseitigen Kanal zirkuliert, um das Ansteigen der Temperatur des Zylinderkopfs zu beschleunigen.
Darüber hinaus wird im Allgemeinen das Kühlwasser, das durch diese Art an Verbrennungsmotorkühlsystem zirkuliert, als eine Wärmequelle eines erwärmenden Wärmetauschers (Heizeinrichtungskern) verwendet, um Gebläseluft zu erwärmen, die in einen Fahrzeugraum geblasen wird, d.h. ein Raum, der in einer Luftkonditioniereinrichtung für ein Fahrzeug luftkonditioniert werden soll.
Somit wird in einem Verbrennungsmotorkühlsystem für ein Fahrzeug, das in der Druckschrift JP 2010-163897 A offenbart ist, wenn eine Anforderung an ein Erwärmen eines Fahrzeugraums gemacht wird, während der Verbrennungsmotor aufgewärmt wird, das Erwärmen des Fahrzeugraums verwirklicht, indem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal herausströmt, in den Heizeinrichtungskern geführt wird, und des Weiteren, indem das aus dem Heizeinrichtungskern herausströmende Kühlwasser dazu gebracht wird, dass es den blockseitigen Kanal umgeht und in den kopfseitigen Kanal einströmt.
Jedoch muss in dem Verbrennungsmotorkühlsystem, das in der Druckschrift JP-2010-163920 A offenbart ist, wenn eine Heizanforderung zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors gemacht wird, das aus dem blockseitigen Kanal herausströmende Kühlwasser dazu gebracht werden, dass es in den Heizeinrichtungskern hineinströmt, was zu einer Verzögerung des Aufwärmens der Zylinderblockseite führt. Somit verzögert dies das Aufwärmen eines Abschnitts (Auskleidungsabschnitt) eines Zylinders in einem Zylinderblock, der an einem Kolben gleitet, so dass eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz durch einen Reibungsverlust bewirkt wird.
Des Weiteren wird in dem Verbrennungsmotorkühlsystem, das in der Druckschrift JP 2010-163897 A offenbart ist, das Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal herausströmt, zu dem Heizeinrichtungskern geliefert, so dass, um eine Wärmemenge sicherzustellen, die in ausreichender Weise die Gebläseluft erwärmt, die Strömungsrate des kopfseitigen Kühlwassers, das durch den kopfseitigen Kanal zirkuliert, erhöht werden muss. Wenn jedoch die Strömungsrate des kopfseitigen Kühlwassers, das durch den kopfseitigen Kanal zirkuliert, erhöht wird, wird die Temperatur des aus dem kopfseitigen Kanal herausströmenden Wassers niedriger gestaltet. Somit kann es sein, dass die Temperatur der Gebläseluft nicht in ausreichender Weise erhöht wird, und folglich kann es sein, dass ein schnelles Erwärmen nicht verwirklicht werden kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor zu schaffen, wobei Kühlwasser, das durch das System strömt, als eine Wärmequelle zum Erwärmen eines Erwärmungszielfluides verwendet wird. Dieses Kühlsystem strebt an, sowohl ein schnelles Aufwärmen des Verbrennungsmotors als auch schnelles Erwärmen eines Fahrzeugsraums zu verwirklichen, wenn eine Erwärmungsanforderung zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors gemacht wird.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein Kühlsystem geschaffen zum Kühlen eines Verbrennungsmotors durch eine Strömung eines Kühlwassers durch den Verbrennungsmotor in derartiger Weise, dass die Temperatur des Verbrennungsmotors im normalen Betrieb in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt. Zumindest ein Teil des Kühlwassers wird für eine Wärmequelle zum Erwärmen der Luft verwendet, die zu einem luftkonditioniertend Zielraum geblasen wird. Der Verbrennungsmotor weist einen Zylinderblock, einen blockseitigen Kanal, durch den Kühlwasser zum Kühlen des Zylinderblocks strömt, einen Zylinderkopf und einen kopfseitigen Kanal auf, durch den Kühlwasser zum Kühlen des Zylinderkopfs strömt. Das Kühlsystem weist eine Kühlwasserdruckzuführeinheit, einen erwärmenden Wärmetauscher, einen abstrahlenden Wärmetauscher, einen Bypasskanal und eine Strömungsreguliereinheit auf. Die Kühlwasserdruckzuführeinheit ist so aufgebaut, dass sie per Druck Kühlwasser in den blockseitigen Kanal und in den kopfseitigen Kanal einführt. Der erwärmende Wärmetauscher ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser, das aus zumindest entweder dem blockseitigen Kanal oder dem kopfseitigen Kanal herausströmt, und der geblasenen Luft austauscht. Der abstrahlende Wärmetauscher ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal und dem kopfseitigen Kanal herausströmt, und der Außenluft austauscht, so dass das Kühlwasser Wärme abstrahlt. Der Bypasskanal führt Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal und dem kopfseitigen Kanal herausströmt, so, dass es den erwärmenden Wärmetauscher und den abstrahlenden Wärmetauscher umgeht und in eine Saugseite der Kühlwasserdruckzuführeinheit strömt. Die Strömungsreguliereinheit ist so aufgebaut, dass sie zumindest entweder eine blockseitige Kühlwasserströmungsrate, die eine Strömungsrate des Kühlwassers ist, das durch den blockseitigen Kanal strömt, und/oder eine kopfseitige Kühlwasserströmungsrate reguliert, die eine Strömungsrate eines Kühlwassers ist, das durch den kopfseitigen Kanal strömt. Zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors ist die Strömungsreguliereinheit so aufgebaut, dass sie in einem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus arbeitet. In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus reguliert die Strömungsreguliereinheit die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate so, dass sie gleich wie oder geringer als ein erster oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate ist, wenn der Verbrennungsmotor in dem normalen Betrieb ist; reguliert die Strömungsreguliereinheit die blockseitige Kühlwasserströmungsrate so, dass sie gleich wie oder geringer als ein zweiter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als der erste obere Grenzwert ist; und reguliert die Strömungsreguliereinheit die Strömung des Kühlwassers derart, dass das Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal und dem kopfseitigen Kanal herausströmt, hauptsächlich in den Bypasskanal strömt. Wenn eine Erwärmungsanforderung zum Erwärmen der durch den erwärmenden Wärmetauscher geblasenen Luft zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors gemacht wird, ist die Strömungsreguliereinheit so konfiguriert, dass sie in einem Erwärmungsprioritätsmodus arbeitet. In dem Erwärmungsprioritätsmodus reguliert die Strömungsreguliereinheit die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate so, dass sie gleich wie oder geringer als ein dritter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate ist, wenn der Verbrennungsmotor in dem normalen Betrieb ist, und höher als der erste obere Grenzwert ist; reguliert die Strömungsreguliereinheit die blockseitige Kühlwasserströmungsrate so, dass sie gleich wie oder geringer als ein vierter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert ist; und reguliert die Strömungsreguliereinheit die Strömung des Kühlwassers derart, dass zumindest Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal herausströmt, in den erwärmenden Wärmetauscher strömt.
Die vorstehend dargelegte Aufgabe und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten detaillierten Beschreibung deutlich hervor, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.
1 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus, wobei ein Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus eines Verbrennungsmotorkühlsystems eines ersten Ausführungsbeispiels dargestellt ist.
2 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus, wobei ein Erwärmungsprioritätsmodus des Verbrennungsmotorkühlsystems des ersten Ausführungsbeispiels dargestellt ist.
3 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung des Steuerprozesses einer Verbrennungsmotorsteuervorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels.
4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung einer Änderung einer Kühlwassertemperatur zum Zeitpunkt des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus des ersten Ausführungsbeispiels.
5 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung einer Änderung der Kühlwassertemperatur zum Zeitpunkt des Erwärmungsprioritätsmodus des ersten Ausführungsbeispiels.
6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung einer Änderung der Kühlwassertemperatur in dem Fall, in dem der Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus des ersten Ausführungsbeispiels zu dem Erwärmungsprioritätsmodus geschaltet wird.
7 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines Verbrennungsmotorkühlsystems eines zweiten Ausführungsbeispiels.
8 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines Verbrennungsmotorkühlsystems eines dritten Ausführungsbeispiels.
9 zeigt eine Darstellung des ersten oberen Grenzwertes und des zweiten oberen Grenzwertes gemäß einer Betriebsbedingung eines Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus eines vierten Ausführungsbeispiels.
10 zeigt eine Darstellung eines dritten und vierten oberen Grenzwerts gemäß einer Betriebsbedingung eines Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt des Erwärmungsprioritätsmodus des vierten Ausführungsbeispiels.
11 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus zur Darstellung eines Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus eines Verbrennungsmotorkühlsystems eines fünften Ausführungsbeispiels.
12 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus zur Darstellung eines Erwärmungsprioritätsmodus des Verbrennungsmotorkühlsystems des fünften Ausführungsbeispiels.
13 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines Verbrennungsmotorkühlsystems eines sechsten Ausführungsbeispiels.
14 zeigt eine Ansicht eines allgemeinen Aufbaus eines Verbrennungsmotorkühlsystems eines siebten Ausführungsbeispiels.
15 zeigt eine grafische Darstellung einer Leistungscharakteristik eines allgemeinen angewendeten Verbrennungsmotors.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Ein erstes Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben. Die 1 und 2 zeigen Ansichten eines allgemeinen Aufbaus eines Verbrennungsmotorkühlsystems 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieses Verbrennungsmotorkühlsystem 1 bei einem sogenannten Hybridfahrzeug angewendet, das eine Antriebskraft zum Fahren eines Fahrzeugs von einem Verbrennungsmotor 10 und einem Elektromotor zum Fahren erlangt. Somit führt das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Funktion zum Kühlen des Verbrennungsmotors 10 des Hybridfahrzeugs aus.
Genauer gesagt lässt das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 Kühlwasser durch Kühlwasserkanäle 11a, 12a strömen, die in dem Verbrennungsmotor 10 ausgebildet sind, um dadurch den Verbrennungsmotor 10 zu kühlen. Des Weiteren wird dieses Kühlwasser auch als eine Wärmequelle zum Erwärmen verwendet, die geblasene Luft, die in einen Fahrzeugraum mit einem Raum geblasen wird, erwärmt, um in einer Luftkonditioniereinrichtung für ein Fahrzeug luftkonditioniert zu werden. Für dieses Kühlwasser kann beispielsweise eine Ethylenglykolwasserlösung angewendet werden.
Darüber hinaus ist das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der folgenden Weise aufgebaut: d.h. wenn der Verbrennungsmotor 10 aufgewärmt ist, arbeitet das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in einem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus (siehe 1) zum Beschleunigen des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 ohne eine Beeinträchtigung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs, wohingegen, wenn der Verbrennungsmotor 10 aufgewärmt ist und eine Anforderung zum Erwärmen eines Fahrzeugraums gemacht wird, das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in einem Erwärmungsprioritätsmodus arbeitet (siehe 2) zum Verwirklichen des schnellen Erwärmens des Fahrzeugraums. Der Betrieb des Verbrennungsmotorkühlsystems 1 in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus und in dem Erwärmungsprioritätsmodus ist nachstehend beschrieben.
Des Weiteren wird, was den Verbrennungsmotor 10 des Hybridfahrzeugs anbelangt, bei dem das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels angewendet wird, ein Benzinverbrennungsmotor (Otto-Motor) aufgegriffen, der aus einem Zylinderblock 11 und einem Zylinderkopf 12 aufgebaut ist.
Der Zylinderblock 11 ist ein metallener Blockkörper, der einen Zylinder ausbildet, indem ein Kolben sich hin- und hergehend bewegt, und der ein Kurbelgehäuse hat, das unterhalb des Zylinders in einem Zustand vorgesehen ist, in dem der Zylinderblock 11 in dem Fahrzeug montiert ist, wobei das Kurbelgehäuse eine Kurbelwelle, eine Verbindungsstange zum Verbinden des Kolbens mit der Kurbelwelle und dergleichen in diesem aufgenommen aufweist. Der Zylinderkopf 12 ist ein metallener Blockkörper, der eine Öffnung, die an der Seite des oberen Totpunkts des Zylinders ausgebildet ist, schließt, um dadurch eine Verbrennungskammer zusammen mit dem Zylinder und dem Kolben auszubilden.
Darüber hinaus ist in diesem Verbrennungsmotor 10 der Zylinderblock 11 einstückig mit dem Zylinderkopf 12 kombiniert, wodurch ein blockseitiger Kanal (blockseitiger Wassermantel) 11a für ein Zirkulieren des Kühlwassers zum Kühlen des Zylinderblocks 11 und ein kopfseitiger Kanal (kopfseitiger Wassermantel) 12a zum Zirkulieren des Kühlwassers zum Kühlen des Zylinderkopfs 12 in dem Verbrennungsmotor 10 ausgebildet sind.
Eine Einlassseite des blockseitigen Kanals 11a und eine Einlassseite des kopfseitigen Kanals 12a sind miteinander an einem Verzweigungsabschnitt (Verzweigungsteil) 10d verbunden, der in dem Verbrennungsmotor 10 angeordnet ist, und dieser Verzweigungsteil 10d steht mit einer Einströmöffnung 10a in Kommunikation, durch die das Kühlwasser dazu gebracht wird, dass es in den Verbrennungsmotor 10 von der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 hineinströmt. Eine Auslassseite des blockseitigen Kanals 11a und eine Auslassseite des kopfseitigen Kanals 12a stehen mit einer blockseitigen Ausströmöffnung 10b und einer kopfseitigen Ausströmöffnung 10c, durch die jeweils das Kühlwasser dazu gebracht wird, dass es aus dem Verbrennungsmotor 10 herausströmt, in Kommunikation.
Die Einströmöffnung 10a des Verbrennungsmotors 10 hat eine Abgabeöffnung einer Wasserpumpe 21, die mit dieser verbunden ist. Die Wasserpumpe 21 ist eine Kühlwasserdruckzuführeinheit zum per Druck erfolgenden Zuführen des Kühlwassers zu dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a in dem Verbrennungsmotorkühlsystem 1.
Genauer gesagt ist die Wasserpumpe 21 eine elektrische Pumpe zum Antreiben eines Laufrads, das in einem Gehäuse zum Ausbilden einer Pumpenkammer angeordnet ist, durch einen elektrischen Motor. In dieser Hinsicht hat der elektrische Motor dieser Wasserpumpe 21 eine Drehzahl (ein Leistungsvermögen zum per Druck erfolgenden Zuführen des Kühlwassers), die durch eine elektrische Steuerspannung gesteuert wird, die von einer Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 ausgegeben wird, die nachstehend beschrieben ist.
Andererseits haben die blockseitige Ausströmöffnung 10b und die kopfsseitige Ausströmöffnung 10c einen Verbindungsteil 22, der bewirkt, dass das Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt, sich mit dem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, verbindet, um zu bewirken, dass die verbundene Kühlwasserströmung zu einer Kühlwassereinlassseite eines Radiators 24 herausströmt, der nachstehend beschrieben ist.
Des Weiteren hat ein Kühlwasserkanal, der sich von der blockseitigen Ausströmöffnung 10b zu dem Verbindungsteil 22 erstreckt, ein Strömungsregulierventil 23, das in diesem angeordnet ist.
Das Strömungsregulierventil 23 führt eine Funktion aus zum Regulieren der Strömungsrate des Kühlwassers, das dazu gebracht wird, dass es zu der Seite des Verbindungsteils 22 (Bypasskanal 25, der nachstehend beschrieben ist) herausströmt, und des Kühlwassers, das dazu gebracht wird, dass es zu der Kühlwassereinlassseite eines Heizeinrichtungskerns 31 strömt, der nachstehend beschrieben ist, von dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt.
Genauer gesagt ist das Strömungsregulierventil 23 in einer derartigen Weise aufgebaut, dass eine Kanalquerschnittsfläche des Kühlwasserkanals, der die blockseitige Ausströmöffnung 10b mit dem Verbindungsteil 22 verbindet, und eine Kanalquerschnittsfläche des Kühlwasserkanals, der die blockseitige Ausströmöffnung 10b mit der Kühlwassereinlassseite des Heizeinrichtungskerns 31 verbindet, unabhängig voneinander reguliert. Dieser Aufbau kann durch einen Aufbau zum Kombinieren einer Vielzahl an Linearsolenoidventilen verwirklicht werden.
Des Weiteren reguliert das Strömungsregulierventil 23 die Kanalquerschnittsfläche des Kühlwasserkanals, der die blockseitige Ausströmöffnung 10b mit dem Verbindungsteil 22 verbindet, wodurch es dazu in der Lage ist, auch das Verhältnis zwischen einer blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk, die durch den blockseitigen Kanal 11a zirkuliert, und einer kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd zu ändern, die durch den kopfseitigen Kanal 12a zirkuliert. Somit bildet das Strömungsregulierventil 23 des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine Strömungsratenreguliereinheit zum Regulieren der blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk und der kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd.
Außerdem hat ein Kühlwasserkanal, der sich von der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c zu dem Verbindungsteil 22 erstreckt, einen kopfseitigen Bypasskanal 27, der mit diesem verbunden ist, wobei der kopfseitige Bypasskanal 27 die Strömung des aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmenden Kühlwassers abzweigt und die abgezweigte Strömung zur einer Kühlwassereinlassseite des Heizeinrichtungskerns 31 führt. Somit strömt unabhängig von dem Betriebsmodus des Verbrennungsmotorkühlsystems 1 zumindest ein Anteil des Kühlwassers, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, in den Heizeinrichtungskern 31 des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Der Heizeinrichtungskern 31 ist ein erwärmender Wärmetauscher, der in einem Gehäuse 30 einer innen befindlichen Luftkonditioniereinheit angeordnet ist, die einen Luftkanal für Gebläseluft in dem Luftkonditionierer ausbildet und die Wärme zwischen der Kühlwasserzirkulation selbst und der Gebläseluft austauscht, um die Gebläseluft zu erwärmen. Des Weiteren ist die Kühlwasserauslassseite des Heizeinrichtungskerns 31 mit der Saugöffnungsseite der Wasserpumpe 21 über ein Thermostat 26 verbunden, das nachstehend beschrieben ist.
Mit der Kühlwasserauslassseite des Verbindungsteils 22 ist die Kühlwassereinlassseite eines Radiators 24 verbunden. Der Radiator 24 ist ein abstrahlender Wärmetauscher, der Wärme zwischen dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt, und dem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, und der Außenluft austauscht, um die Wärmemenge, die durch das Kühlwasser gehalten wird, zu der Außenluft abzugeben. Die Kühlwasserauslassseite des Radiators 24 ist mit der Saugöffnungsseite der Wasserpumpe 21 über das Thermostat 26 verbunden.
Darüber hinaus hat das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Bypasskanal 25, der bewirkt, dass das aus dem Verbindungsteil 22 herausströmende Kühlwasser den Radiator 24 und den Heizeinrichtungskern 31 umgeht, um das Kühlwasser zu der Ansaugseite der Wasserpumpe 21 zu führen. Die Auslassseite dieses Bypasskanals 25 ist außerdem mit der Ansaugöffnungsseite der Wasserpumpe 21 über den Thermostat 26 verbunden.
Das Thermostat 26 ist ein Ventil der Kombinationsart, das auf eine Kühlwassertemperatur anspricht, und das eine Vielzahl an Ventilkörpern durch ein Thermowachs (Temperaturabtastelement), dessen Volumen durch die Temperatur geändert wird, verschiebt, um die Öffnungen (Querschnittsflächen) einer Vielzahl an Kühlwasserkanälen zur gleichen Zeit zu ändern.
Genauer gesagt hat das Thermostat 26 drei Kühlwasserkanäle eines radiatorseitigen Kühlwasserkanals, der die Kühlwasserauslassseite des Radiators 24 mit der Ansaugöffnungsseite der Wasserpumpe 21 verbindet, eines bypasskanalseitigen Kühlwasserkanals, der die Auslassseite des Bypasskanals 25 mit der Ansaugöffnungsseite der Wasserpumpe 21 verbindet, und eines heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals, der die Kühlwasserauslassseite des Heizeinrichtungskerns 31 mit der Ansaugöffnungsseite der Wasserpumpe 21 verbindet.
Darüber hinaus ist das Thermostat 26 aus einem ersten Ventilkörper, der die Öffnung des radiatorsseitigen Kühlwasserkanals und die Öffnung des bypasskanalseitigen Kühlwasserkanals ändert, und aus einem zweiten Ventilkörper aufgebaut, der die Öffnung des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals ändert.
Wenn die Temperatur des in dem Thermostat 26 zirkulierenden Kühlwassers ansteigt, so dass das Volumen des Thermowachses sich erhöht, wird der erste Ventilkörper in einer derartigen Weise verschoben, dass die Öffnung des radiatorseitigen Kühlwasserkanals zunimmt und die Öffnung des bypasskanalseitigen Kühlwasserkanals abnimmt. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Temperatur des in dem Thermostat 26 zirkulierenden Kühlwassers abnimmt, so dass das Volumen des Thermowachses sich verringert, der erste Ventilkörper in einer derartigen Weise verschoben, dass die Öffnung des radiatorseitigen Kühlwasserkanals abnimmt und die Öffnung des bypasskanalseitigen Kühlwasserkanals zunimmt.
Somit wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers ansteigt, die Wärmemenge, die das Kühlwasser in dem Radiator 24 zu der Außenluft abstrahlt, erhöht, wohingegen dann, wenn die Temperatur des Kühlwassers absinkt, die Wärmemenge, die das Kühlwasser in dem Radiator 24 zu der Außenluft abstrahlt, verringert wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des aus dem Thermostat 26 herausströmenden Kühlwassers nahe zu der vorbestimmten einströmseitigen Basistemperatur TWin (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 65°C) gebracht werden.
Wenn die Temperatur des in dem Thermostat 26 zirkulierenden Kühlwassers abnimmt, so dass das Volumen des Thermowachses sich verringert, wird der zweite Ventilkörper in derartiger Weise versetzt, dass die Öffnung des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals abnimmt. Darüber hinaus wird der Betriebsbereich des zweiten Ventilkörpers in einer derartigen Weise reguliert, dass der heizeinrichtungskernseitige Kühlwasserkanal nicht vollständig geschlossen wird.
Somit kann selbst dann, wenn die Temperatur des Kühlwassers nicht ausreichend angestiegen ist, beispielsweise zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10, das Kühlwasser dazu gebracht werden, dass es in den Heizeinrichtungskern 31 strömt, und des Weiteren kann, wenn die Temperatur des Kühlwassers verringert wird, die Menge des in den Heizeinrichtungskern 31 einströmenden Kühlwassers ebenfalls verringert werden (abnehmen).
Nachstehend ist der Luftkonditionierer für das Fahrzeug des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben. Der Luftkonditionierer für ein Fahrzeug des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Luftkonditionierer der sogenannten Luftmischart, der ein Mischungsverhältnis zwischen kalter Luft, die durch einen kühlenden Wärmetauscher gekühlt wird (in diesem Ausführungsbeispiel ein Verdampfer 33 eines Kühlkreislaufes der Dampfkompressionsart), der in dem Gehäuse 30 angeordnet ist, und heißer Luft, die durch den Heizeinrichtungskern 31 erwärmt wird, durch eine Luftmischtür 34 reguliert, um dadurch die Temperatur der in den Fahrzeugraum hinein geblasenen Gebläseluft zu regulieren.
Die Luftmischtür 34 wird durch einen elektrischen Aktuator 34a für eine Luftmischtür angetrieben, und der Betrieb dieses elektrischen Aktuators 34a wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von einer Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 ausgegeben wird. Des Weiteren ist ein Gebläse 35, das dazu dient, Luft in den Fahrzeugraum einzublasen, an der am Weitesten stromaufwärtig befindlichen Seite des Luftkanals in dem Gehäuse 30 angeordnet. Die Drehzahl (die Menge an Gebläseluft) dieses Luftgebläses 35 wird ebenfalls durch ein Steuersignal gesteuert, das von der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 ausgegeben wird.
Nachstehend sind die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 und die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 beschrieben. Sowohl die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 als auch die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 sind aus einem gut bekannten Mikrocomputer aufgebaut, der eine CPU, einen ROM und einen RAM und seine Peripherieschaltung aufweist. Die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 und die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 führen verschiedene Berechnungen und Prozesse auf der Basis von Steuerprogrammen, die in diesem ROM gespeichert sind, aus, um dadurch die Betriebsvorgänge von verschiedenen Arten an Einheiten zu steuern, die mit ihren Ausgabeseiten verbunden sind.
Genauer gesagt sind mit der Ausgabeseite der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 ein Starter zum Starten des Verbrennungsmotors 10, eine Antriebsschaltung eines Kraftstoffeinspritzventils (Injektor) zum Einspritzen und Zuführen von Kraftstoff in den Verbrennungsmotor 10, ein Elektromotor der Wasserpumpe 21 und dergleichen verbunden.
Andererseits sind mit der Eingangsseite der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 eine Gruppe an Sensoren zum Steuern des Verbrennungsmotors, die einen Verbrennungsmotordrehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vv, einen kopfseitigen Thermistor 41 zum Erfassen der Temperatur des aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmenden Kühlwassers (nachstehend ist diese als eine kopfseitige Auslasstemperatur TWhd bezeichnet), einen blockseitigen Thermistor 42 zum Erfassen der Temperatur des aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmenden Kühlwassers (nachstehend ist diese als eine blockseitige Auslasstemperatur TWbk bezeichnet) und dergleichen aufweist, verbunden.
Darüber hinaus sind mit der Ausgabeseite der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 ein elektrischer Aktuator für die Luftmischtür, das Gebläse 35 und verschiedene Arten an Bauteileinheiten, die den Kühlkreislauf der Dampfkompressionsarten ausbilden, verbunden. Andererseits sind mit der Eingangsseite der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 eine Gruppe an Sensoren für die Luftkonditioniersteuerung, die einen Innenlufttemperatursensor zum Erfassen einer Innenlufttemperatur Tr in dem Fahrzeugraum, einen Außenlufttemperatursensor zum Erfassen einer Außenlufttemperatur Tam, einen Isolationssensor zum Erfassen einer Isolationsgröße Ts in dem Fahrzeugraum, und einen Verdampfertemperatursensor zum Erfassen der Temperatur der aus einem Verdampfer 33 herausgeblasenen Luft (Kühlmittelverdampfungstemperatur) Te aufweist, verbunden.
Des Weiteren ist mit der Eingangsseite der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 ein Betriebsfeld 60 verbunden, das in dem Fahrzeugraum angeordnet ist. Dieses Betriebsfeld 60 hat einen Schalter zum Aktivieren (Betätigen) des Luftkonditionierers für das Fahrzeug, einen Schalter zum Festlegen der Temperatur in dem Fahrzeugraum, einen Erwärmungsschalter zum Auswählen, ob ein Insasse (Anwender) den Fahrzeugraum erwärmt oder nicht (Erwärmungsanforderungseingabeeinheit), und dergleichen.
Außerdem sind die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 und die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 dieses Ausführungsbeispiels miteinander elektrisch verbunden und sind so aufgebaut, dass sie miteinander in Kommunikation stehen. Auf diese Weise kann auf der Grundlage eines Erfassungssignals oder eines Betriebssignals, das zu einer Steuervorrichtung eingegeben wird, die andere Steuervorrichtung ebenfalls die Betriebsvorgänge der verschiedenen Einheiten steuern, die mit ihrer Ausgabeseite verbunden sind. Somit können die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 und die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 als eine Steuervorrichtung einstückig aufgebaut sein.
Darüber hinaus ist sowohl die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 als auch die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 eine Vorrichtung, in der Steuereinrichtungen zum Steuern von verschiedenen Arten an Einheiten, die mit ihrer Ausgabeseite verbunden sind, einstückig aufgebaut sind, und von der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 und der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 bildet eine Konstruktion (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs von jeder zu steuernden Einheit eine Steuereinrichtung der zu steuernden Einheit.
Beispielsweise bildet in diesem Ausführungsbeispiel von der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 eine Konstruktion (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs des Elektromotors zum Steuern des Leistungsvermögens des per Druck erfolgenden Zuführens des Kühlwassers der Wasserpumpe 21 eine Druckzuführ-Leistungssteuereinrichtung, wohingegen eine Konstruktion (Hardware und Software) zum Steuern des Betriebs des Strömungsregulierventils 23 eine Strömungsregulierventilsteuereinrichtung bildet.
Nachstehend ist der Betrieb des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der vorstehend erläuterten Konstruktion beschrieben. Zunächst ist der Basisbetrieb des Verbrennungsmotors 10 beschrieben. Wenn ein Fahrzeugstartschalter eingeschaltet wird, um das Fahrzeug zu starten, liest die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 Erfassungssignale aus der Gruppe von verschiedenen Arten an Sensoren zum Steuern des Verbrennungsmotors, die mit ihrer Eingangsseite verbunden sind, und berechnet eine laufende Last des Fahrzeugs auf der Basis der gelesenen Erfassungswerte. Des Weiteren aktiviert (betätigt) die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 oder hält sie den Verbrennungsmotor 10 gemäß der berechneten laufenden Last an.
Danach wiederholt die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 eine Steuerroutine zum Lesen des Erfassungssignals, ein Berechnen der laufenden Last und ein Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors in dieser Reihenfolge bei einer vorbestimmten Steuerperiode (Steuerzeitspanne), bis das Fahrzeug durch einen Fahrzeuganhalteschalter in einen angehaltenen Zustand gebracht worden ist.
Auf diese Weise kann das Hybridfahrzeug zwischen einem laufenden Zustand (Fahrzustand), der als sogenannter HV-Lauf bezeichnet ist, bei dem das Fahrzeug die Antriebskraft von sowohl dem Verbrennungsmotor 10 als auch dem Elektromotor für das Fahren erlangt und fährt, und einem anderen laufenden Zustand (Fahrzustand) schalten, der als sogenannter EV-Lauf bezeichnet wird, bei dem der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs angehalten ist und das Fahrzeug die Antriebskraft von lediglich dem Elektromotor zum Fahren erlangt und fährt. Als ein Ergebnis kann das Hybridfahrzeug die Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug, das lediglich den Verbrennungsmotor 10 als eine Antriebsquelle zum Fahren des Fahrzeugs hat, verbessern.
Nachstehend ist der Basisbetrieb des Luftkonditionierers für ein Fahrzeug beschrieben. Wenn der Schalter zum Betätigen des Luftkonditionierers für ein Fahrzeug in dem Zustand eingeschaltet wird, bei dem der Fahrzeugstartschalter geschaltet ist, liest die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 die Erfassungssignale der Gruppe an Sensoren für die Luftkonditioniersteuerung und die Betriebssignale des Betriebsfelds 60. Die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 berechnet eine Sollabblastemperatur TAO einer Solltemperatur der in den Fahrzeugraum hineingeblasenen Luft auf der Grundlage der Werte der Erfassungssignale und der Betriebssignale.
Des Weiteren bestimmt die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 die Betriebsbedingungen der verschiedenen Arten an Luftkonditioniersteuereinheiten, die mit der Ausgabeseite der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 verbunden sind, auf der Basis der berechneten Sollabblastemperatur TAO und der Erfassungssignale der Gruppe an Sensoren.
Beispielsweise wird eine Sollgröße der geblasenen Luft des Gebläses 35, d.h. eine zu dem Elektromotor des Gebläses 35 ausgegebene elektrische Steuerspannung so bestimmt, dass sie dann höher ist, wenn die Sollabblastemperatur TAO auf einen höheren Wert gesetzt ist, und einen niedrigeren Wert als dann hat, wenn die Sollabblastemperatur TAO auf einen mittleren Wert gesetzt ist, unter Bezugnahme auf eine Steuertabelle, die zuvor in der Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 gespeichert worden ist und auf der Luftabblastemperatur TAO basiert.
Des Weiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd gleich wie oder geringer als eine Erwärmungsstarttemperatur TW1 (in diesem Ausführungsbeispiel 40°C) zum Zeitpunkt des Erwärmens ist, die Gebläseleistung des Gebläses 35 auf 0 gesetzt, d.h. der Betrieb des Gebläses 35 wird angehalten. Dadurch kann verhindert werden, dass Gebläseluft, die durch den Heizeinrichtungskern 31 zum Zeitpunkt des Erwärmens nicht ausreichend erwärmt worden ist, in den Fahrzeugraum hinausgeblasen wird.
Darüber hinaus wird ein Steuersignal, das zu dem elektrischen Aktuator 34a der Luftmischtür 34 ausgegeben wird, durch die Anwendung der Sollabblastemperatur TAO, des Erfassungswerts der Temperatur Te der von dem Verdampfer 33 ausgeblasenen Luft und des Erfassungswerts des kopfseitigen Thermistors 41 in einer derartigen Weise bestimmt, dass die Temperatur der in den Fahrzeugraum hinausgeblasenen Luft zu einer Temperatur wird, die durch einen Insassen durch die Anwendung des Temperatureinstellschalters erwünscht und festgelegt wird.
Außerdem kann, wenn der Insasse das Erwärmen des Fahrzeugraums durch einen Erwärmungsschalter wählt, die Öffnung der Luftmischtür 34 in einer derartigen Weise gesteuert werden, dass die Gesamtmenge der von dem Gebläse 35 geblasenen Gebläseluft durch den Heizeinrichtungskern 31 tritt. Des Weiteren kann der Betrieb des Kompressors des Kühlkreislaufs angehalten werden.
Dann gibt die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 die elektrische Steuerspannung und das Steuersignal, die in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt werden, zu verschiedenen Arten an Luftkonditioniersteuereinheiten aus. Danach wiederholt, bis durch das Betriebsfeld 60 angefordert wird, dass der Betrieb des Luftkonditionierers für das Fahrzeug angehalten wird, bei einer vorbestimmten Steuerperiode die Luftkonditioniersteuervorrichtung 40 die Steuerroutine zum Lesen des Erfassungssignals und des Betriebssignals, des Berechnens der Sollabblastemperatur TAO, des Bestimmens der Betriebsbedingung der verschiedenen Arten an Luftkonditioniereinheiten und des Ausgebens der elektrischen Steuerspannung und des Steuersignals in dieser Reihenfolge.
Auf diese Weise wird in dem Luftkonditionierer für das Fahrzeug die von dem Gebläse 35 geblasene Gebläseluft durch den Verdampfer 33 gekühlt, und ein Anteil der gekühlten Gebläseluft wird durch den Heizeinrichtungskern 31 erneut erwärmt, wodurch die Gebläseluft (konditionierte Luft), die auf die durch den Insassen gewünschte Temperatur gebracht worden ist, in den Fahrzeugraum geblasen wird, um den Fahrzeugraum per Luft zu konditionieren.
Nachstehend ist unter Verwendung der 1 bis 5 zusätzlich zu den 1 und 2 der Betrieb des Verbrennungsmotorkühlsystems 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Hierbei wird, wenn die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst absinkt, beispielsweise wie in dem Fall des Startens des Verbrennungsmotors 10, ein Reibungsverlust erhöht durch eine Zunahme der Viskosität des Verbrennungsmotoröls, wobei sich dadurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verschlechtert. Des Weiteren wird eine Fehlfunktion bei dem Betrieb eines Katalysators zum Reinigen des Abgases durch eine Abnahme der Temperatur des Abgases bewirkt. Somit ist es, wenn der Verbrennungsmotor 10 aufgewärmt wird, erwünscht, die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst schnell zu erhöhen.
Daher wird in dem Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd als die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst aufgegriffen, und wenn diese kopfseitige Auslasstemperatur TWhd geringer als eine Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO (in diesem Ausführungsbeispiel 65°C) ist, wird das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus betrieben, in dem die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst schnell erhöht wird.
Darüber hinaus ist, da dieses Verbrennungsmotorkühlsystem 1 das Kühlwasser als die Wärmequelle zum Erwärmen des Fahrzeugraums nutzt, selbst wenn das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus betrieben wird, wenn der Insasse eine Anforderung an ein Erwärmen ausführt, es erforderlich, dass das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 einen schnellen Erwärmungsvorgang verwirklicht zum schnellen Erhöhen der Temperatur des Fahrzeugraums. Somit wird selbst dann, wenn das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus betrieben wird, wenn der Insasse einen Erwärmungsschalter einschaltet, um eine Anforderung an ein Erwärmen zu bewirken, das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in dem Erwärmungsprioritätsmodus betrieben, in dem die Temperatur des Kühlwassers schnell auf eine Temperatur erhöht wird, bei der das Erwärmen des Fahrzeugraums verwirklicht wird, um dadurch das schnelle Erwärmen zu verwirklichen.
Wenn andererseits die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst außerordentlich angestiegen ist, kann der Verbrennungsmotor 10 möglicherweise überhitzt werden und verbraucht den Kraftstoff, der für das Kühlen eines Abgasreinigungskatalysators verwendet wird, um so zu verhindern, dass der Katalysator durch einen übermäßigen Temperaturanstieg schmilzt, und der nicht zu einer Abgabeleistung des Verbrennungsmotors beiträgt, so dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verschlechtert wird. Somit wird, nachdem das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 vollendet ist, gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in einem Verbrennungsmotoranforderungsmodus betrieben, in dem die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs gehalten wird (in diesem Ausführungsbeispiel beträgt die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd 65°C oder mehr und 75°C oder weniger).
Genauer gesagt werden die jeweiligen Betriebsmodi so geschaltet, wie dies in einem Flussdiagramm in 3 gezeigt ist. Hierbei zeigt 3 ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Steuerflusses des Verbrennungsmotorkühlsystems 1, und der in 3 gezeigte Steuerfluss ist in einer Speicherschaltung (ROM) der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 gespeichert und wird als eine Nebenroutine des Steuerflusses zum Ausführen der Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 10 ausgeführt.
Zunächst wird bei einem Schritt S1 bestimmt, ob der Erfassungswert (genauer gesagt die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd) der Kühlwassertemperatur, die bei einer vorbestimmten Steuerperiode (Steuerzeitspanne) gelesen wird, niedriger als die vorbestimmte Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO ist oder nicht. Wenn bei dem Schritt S1 bestimmt worden ist, dass die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd niedriger als die vorbestimmte Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO ist, wird angenommen, dass das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 nicht vollendet ist, und die Routine geht zu dem Schritt S2 weiter.
Wenn andererseits bei dem Schritt S1 bestimmt wird, dass die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd nicht geringer als die vorbestimmte Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO ist (d.h. die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd ist gleich wie oder größer als die vorbestimmte Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO), wird angenommen, dass das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 vollendet ist, und die Routine geht zu dem Schritt S3 weiter, bei dem das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 in einem Betriebszustand in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus gebracht wird, und dann kehrt die Routine zu einer Hauptroutine zurück. Der Verbrennungsmotoranforderungsmodus bei dem Schritt S3 ist ein Betriebsmodus zum Zeitpunkt eines gewöhnlichen Betriebs nach der Vollendung des Aufwärmens. In diesem Modus steuert die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 die Betriebsvorgänge der Wasserpumpe 21 und des Strömungsregulierventils 23 in derartiger Weise, dass die Temperatur des Kühlwassers innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 gehalten wird.
Genauer gesagt wird der Betrieb der Wasserpumpe 21 durch ein Rückführsteuerverfahren (Regelung) oder dergleichen in einer derartigen Weise gesteuert, dass die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd nahe zu einer Basiskopfseitenauslasstemperatur TWHhd (in diesem Ausführungsbeispiel 70°C) gebracht wird. Des Weiteren wird der Betrieb des Strömungsregulierventils 23 durch das Rückführsteuerverfahren (Regelung) oder dergleichen in einer derartigen Weise gesteuert, dass die blockseitige Auslasstemperatur TWbk nahe zu einer Basisblockseitenauslasstemperatur TWbk (in diesem Ausführungsbeispiel 90°C) gebracht wird.
Darüber hinaus reguliert der Thermostat 26 die Strömungsrate des Kühlwassers, das in den Radiator 24 und den Bypasskanal 25 strömt, gemäß der Temperatur des in dem Thermostat 26 zirkulierenden Kühlwassers, so dass die Temperatur des Kühlwassers, das aus dem Thermostat 26 herausströmt und per Druck zu dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird, nahe zu einer vorbestimmten einströmseitigen Basistemperatur Twin gebracht wird. Auf diese Weise wird die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs gehalten.
In dieser Hinsicht wird, um eine spezifische Temperatur in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus von diesem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zu beschreiben, die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd niedriger als die blockseitige Auslasstemperatur TWbk gestaltet. Dies ist so, weil durch das Verringern der kopfseitigen Auslasstemperatur TWhd die Temperatur einer Verbrennungskammer verringert werden kann, und folglich kann die Antiklopfleistung verbessert werden.
Des Weiteren ist dies so, weil, indem die blockseitige Auslasstemperatur TWbk höher als die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd gestaltet wird, die Temperatur eines Abschnitts (Auskleidungsabschnitt) des Zylinders in dem Zylinderblock 11, der an dem Kolben gleitet, höher gestaltet werden kann, um dadurch die Viskosität des Motoröls für das Schmieren zu verringern, was den Reibungsverlust des Verbrennungsmotors 10 unterdrücken kann und folglich die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessern kann.
Darüber hinaus wird in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus die Temperatur des Kühlwassers, das durch den Thermostat 26 zirkuliert, dazu gebracht, dass sie höher als die Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO ist, so dass die Öffnung des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals des Thermostats 26 auf ein Maß erhöht wird, das dazu in der Lage ist, den Heizeinrichtungskern 31 mit einer Menge an Kühlwasser zu beliefern, die ausreichend ist, den Fahrzeugraum zu erwärmen. Somit kann zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotoranforderungsmodus, wenn eine Anforderung an ein Erwärmen ausgeführt wird, das Erwärmen des Fahrzeugraums schnell ausgeführt werden.
Danach wird bei dem Schritt S2 bestimmt, ob der Erwärmungsschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wenn bei dem Schritt S2 bestimmt wird, dass der Erwärmungsschalter eingeschaltet ist, wird angenommen, dass eine Erwärmungsanforderung durch den Insassen bewirkt worden ist, und die Routine geht zu dem Schritt S5 weiter, bei dem das Verbrennungsmotorkühlsystem in den Betriebszustand in dem Erwärmungsprioritätsmodus gebracht wird, und dann kehrt sie zu der Hauptroutine zurück.
Wenn andererseits bei dem Schritt S2 bestimmt wird, dass der Erwärmungsschalter nicht eingeschaltet ist, wird angenommen, dass die Erwärmungsanforderung nicht durch den Insassen gemacht worden ist, und die Routine geht zu dem Schritt S4 weiter, bei dem das Verbrennungsmotorkühlsystem zu dem Betriebszustand in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus gebracht wird, und kehrt dann zu der Hauptroutine zurück. In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus von Schritt S4 steuert die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 die Betriebsvorgänge der Wasserpumpe 21 und des Strömungsregulierventils 23 in derartiger Weise, dass die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst schnell erhöht wird.
Genauer gesagt wird der Betrieb der Wasserpumpe 21 in derartiger Weise gesteuert, dass die Strömungsrate des in den Verbrennungsmotor 10 strömenden Kühlwassers dazu gebracht wird, dass sie geringer als in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus ist. Des Weiteren wird der Betrieb des Strömungsregulierventils 23 in derartiger Weise gesteuert, dass eine kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter erster oberer Grenzwert (in diesem Ausführungsbeispiel 6 l/min) ist, und dass eine blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter zweiter oberer Grenzwert (in diesem Ausführungsbeispiel 2 l/min) ist.
Dieser erste obere Grenzwert und dieser zweite obere Grenzwert werden auf geringere Strömungsraten in Bezug auf die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd und die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk zum Zeitpunkt des gewöhnlichen Betriebs (Verbrennungsmotoranforderungsmodus) jeweils gesetzt. Des Weiteren wird in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die Erwärmungsanforderung nicht gemacht, und folglich wird der Betrieb des Strömungsregulierventils 22 in derartiger Weise gesteuert, dass die Gesamtströmungsrate des aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmenden Kühlwassers dazu gebracht wird, dass dieses zu dem Verbindungsteil 22 herausströmt.
Des Weiteren ist in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd niedriger als die Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO, so dass in dem Thermostat 26 der radiatorseitige Kühlwasserkanal annähernd gänzlich geschlossen ist und der bypassseitige Kühlwasserkanal annähernd gänzlich geöffnet ist. Folglich strömt das aus dem Verbrennungsmotor 10 herausströmende Kühlwasser hauptsächlich in den Bypasskanal 25.
In dieser Hinsicht ist selbst dann, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd niedriger als die Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO ist, der heizeinrichtungskernseitige Kühlwasserkanal des Thermostats 26 nicht vollständig geschlossen, so dass ein Anteil des aus dem kopfseitigen Kanal 12a des Verbrennungsmotors 10 herausströmenden Kühlwassers in den Heizeinrichtungskern 31 durch einen kopfseitigen Bypasskanal 27 strömt. Jedoch wird in dem Zustand, in dem die Erwärmungsanforderung nicht gemacht wird, das Gebläse 35 angehalten, und folglich strahlt das Kühlwasser kaum Wärme in den Heizeinrichtungskern 31 ab.
Somit strömt in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus das Kühlwasser so, wie dies durch durchgehende Pfeile in 1 gezeigt ist. Darüber hinaus wird in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus, wie dies in 4 dargestellt ist, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd erhöht wird, die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd innerhalb eines Bereichs, der geringer als der erste obere Grenzwert ist, erhöht. Hierbei ist 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung einer Änderung der kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd, einer Änderung der blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk und einer Änderung der kopfseitigen Auslasstemperatur TWhd in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus.
Genauer gesagt wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 ist, die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd auf 2 l/min gesetzt, und wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd höher als die Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 wird, wird die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd innerhalb eines Bereichs, der gleich wie oder geringer als 6 l/min ist, erhöht.
Somit wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd dazu gebracht wird, dass sie höher als die Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 ist, die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd dazu gebracht, dass sie geringer als die blockseitige Auslasstemperatur TWbk ist. In dieser Hinsicht kann, was die Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 anbelangt, ein minimaler Wert (in diesem Ausführungsbeispiel 40°C) der Kühlwassertemperatur aufgegriffen werden, der keine schlechte Auswirkung auf das schnelle Erwärmen des Verbrennungsmotors 10 sogar dann hat, wenn die Menge an Abwärme, die dazu gebracht wird, dass sie zur Außenseite aus dem Verbrennungsmotor 10 herausströmt, zunimmt.
Darüber hinaus steuert in dem Erwärmungsprioritätsmodus bei dem Schritt S5 die Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 die Betriebsvorgänge der Wasserpumpe 21 und des Strömungsregulierventils 23 in derartiger Weise, dass das schnelle Erwärmen des Fahrzeugraums verwirklicht wird.
Genauer gesagt wird der Betrieb der Wasserpumpe 21 in derartiger Weise gesteuert, dass die Strömungsrate des in den Verbrennungsmotor 10 hineinströmenden Kühlwassers in dem Erwärmungsprioritätsmodus geringer wird als in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus. Des Weiteren wird der Betrieb des Strömungsregulierventils 23 in derartiger Weise gesteuert, dass die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter dritter oberer Grenzwert (in diesem Ausführungsbeispiel 10 l/min) ist, und dass die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter oberer Grenzwert (in diesem Ausführungsbeispiel 2 l/min) ist.
Dieser dritte oberer Grenzwert und dieser vierte oberer Grenzwert werden jeweils auf Strömungsraten gesetzt, die kleiner als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd und die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk zum Zeitpunkt eines gewöhnlichen Betriebs (Verbrennungsmotoranforderungsmodus) sind. Darüber hinaus wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus die Erwärmungsanforderung gemacht, und folglich wird der Betrieb des Strömungsregulierventils 23 in derartiger Weise gesteuert, dass die Gesamtströmungsrate des aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmenden Kühlwassers dazu gebracht wird, dass sie zu dem Heizeinrichtungskern 31 strömt.
Des Weiteren wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus wie in dem Fall des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd niedriger als die Basisaufwärmvollendungstemperatur TWO, so dass ein radiatorseitiger Kühlwasserkanal des Thermostats 26 annähernd gänzlich geschlossen ist und ein bypasskanalseitiger Kühlwasserkanal annähernd gänzlich geöffnet ist. Somit strömt das aus dem Verbrennungsmotor 10 herausströmende Kühlwasser hauptsächlich in den Bypasskanal 25.
In dieser Hinsicht wird auch in dem Erwärmungsprioritätsmodus wie in dem Fall des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die Öffnung eines heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals des Thermostats 26 klein, jedoch bewirkt das Strömungsregulierventil 23, dass die Gesamtströmungsrate des aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmenden Kühlwassers zu dem Heizeinrichtungskern 31 strömt, so dass die Strömungsrate des durch den Heizeinrichtungskern 31 zirkulierenden Kühlwassers größer wird als in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus.
Somit strömt in dem Erwärmungsprioritätsmodus das Kühlwasser in der Weise, die in 2 anhand durchgehender Pfeile gezeigt ist. Des Weiteren wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus, wie dies in 5 gezeigt ist, wenn die Temperatur der kopfseitigen Auslasstemperatur TWhd höher wird, die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd innerhalb eines Bereichs verringert, der niedriger als der dritte obere Grenzwert ist und in dem die Wärmemenge, die durch das in den Heizeinrichtungskern 31 strömende Kühlwasser gehalten wird, zu einer Wärmemenge wird, die als eine Wärmequelle zum Erwärmen ausreichend ist. Hierbei zeigt 5 ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung einer Änderung der kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd, einer Änderung der blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk und einer Änderung der kopfseitigen Auslasstemperatur TWhd.
Genauer gesagt wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Erwärmungsstarttemperatur TW1 ist, die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd auf 10 l/min gesetzt, und wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd höher als die vorbestimmte Erwärmungsstarttemperatur TW1 wird, wird die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd auf ein Niveau von 6 l/min verringert.
Somit wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd größer als die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk, und wird die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd geringer als die blockseitige Auslasstemperatur TWbk. In dieser Hinsicht ist die Erwärmungsstarttemperatur TW1 eine Temperatur, bei der das Gebläse 35 so aktiviert wird, dass Wärme zwischen dem Kühlwasser und der Gebläseluft in den Heizeinrichtungskern 31 ausgetauscht wird, um dadurch das Erwärmen der Gebläseluft zu starten, und ein minimaler Wert (in diesem Ausführungsbeispiel 40°C) der Kühlwassertemperatur, die das Erwärmen des Fahrzeugraums realisieren kann, kann als die Erwärmungsstarttemperatur TW1 aufgegriffen werden.
Das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in der vorstehend beschriebenen Weise betrieben, so dass zum Zeitpunkt des Verbrennungsmotoranforderungsmodus nicht nur die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs gehalten werden kann, sondern auch die folgenden ausgezeichneten Wirkungen erzeugt werden können.
Zunächst werden in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus und in dem Erwärmungsprioritätsmodus die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd und die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk dazu gebracht, dass sie geringer als in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus werden, so dass die Menge der Abwärme, die zu der Außenseite von dem Verbrennungsmotor 10 herausströmt, verringert werden kann. Somit kann der Verbrennungsmotor 10 schneller als in dem Fall aufgewärmt werden, bei dem der Verbrennungsmotor 10 in dem Verbrennungsanforderungsmodus aufgewärmt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird sowohl in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus als auch in dem Erwärmungsprioritätsmodus die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd gestaltet, so dass das Aufwärmen des Abschnitts (Auskleidungsabschnitt) des Zylinders in dem Zylinderblock 11, an dem der Kolben gleitet, effizient beschleunigt werden kann. Somit kann der Reibungsverlust des Verbrennungsmotors 10 effektiv verhindert werden, so dass die Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs zunimmt.
Des Weiteren wird in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus das Kühlwasser, das aus dem Verbrennungsmotor 10 herausströmt, dazu gebracht, dass es hauptsächlich in den Bypasskanal 25 hineinströmt, so dass die zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmende Abwärme effektiv genutzt werden kann für das Erhöhen der Temperatur von sämtlichem Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf von dem Kühlwasserauslass (insbesondere die blockseitige und die kopfseitige Ausströmöffnung 10b, 10c) des Verbrennungsmotors 10 zu dem Kühlwassereinlass (insbesondere Einströmöffnung 10a) von diesem.
Darüber hinaus wird in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd größer als die Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 wird, die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd erhöht. Somit kann, ohne einen schlechten Effekt auf das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 herbeizuführen, die Temperatur von sämtlichem Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf effizient durch die Wärme erhöht werden, die durch das Kühlwasser gehalten wird, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, die auf eine höhere Temperatur als die Temperatur des Kühlwassers gebracht wird, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt.
Als ein Ergebnis kann in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs und ein schnelles Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 verwirklicht werden.
Andererseits wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd stärker erhöht als in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus, so dass die Abwärme, die zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmt, erhöht wird, und eine Aufwärmzeit länger als in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus gestaltet wird. Jedoch wird das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmende Kühlwasser zu dem Heizeinrichtungskern 31 geführt, so dass diese Abwärme effektiv so genutzt werden kann, dass die Temperatur des in den Heizeinrichtungskern 31 hineinströmenden Kühlwassers erhöht wird.
Des Weiteren wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd verringert, wenn die Temperatur der kopfseitigen Auslasstemperatur TWhd zunimmt. Somit kann, nachdem die Temperatur des in den Heizeinrichtungskern 31 hineinströmenden Kühlwassers schnell auf eine Temperatur erhöht wird, bei der das Erwärmen des Fahrzeugraums verwirklicht werden kann, wie dies in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus der Fall ist, das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 verwirklicht werden.
Als ein Ergebnis kann in dem Erwärmungsprioritätsmodus zusätzlich zu der Verbesserung im Hinblick auf die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 und das schnelle Aufwärmen des Fahrzeugraums gleichzeitig verwirklicht werden.
Des Weiteren wird in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus und in dem Erwärmungsprioritätsmodus wie in dem Fall des Verbrennungsmotoranforderungsmodus die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd geringer als die blockseitige Auslasstemperatur TWbk, so dass die Antiklopfleistung des Verbrennungsmotors 10 verbessert werden kann und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Wenn des Weiteren eine Erwärmungsanforderung gemacht wird, während das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus betrieben wird, kann durch Schalten des Verbrennungsmotorkühlsystems 1 von dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus zu dem Erwärmungsprioritätsmodus die Verwirklichung des schnellen Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 und die Verwirklichung des schnellen Erwärmens des Fahrzeugraums, wenn die Erwärmungsanforderung zum Zeitpunkt des Erwärmens des Verbrennungsmotors 10 gemacht wird, noch effektiver gleichzeitig erzielt werden.
Dies ist nachstehend anhand des in 6 gezeigten Zeitablaufdiagramms beschrieben. Hierbei zeigt 6 ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung einer Änderung der kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd, einer Änderung der blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk und einer Änderung der kopfseitigen Auslasstemperatur TWhd in dem Fall, bei dem der Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus auf den Erwärmungsprioritätsmodus geschaltet wird. Darüber hinaus sind in 6 die Änderungen in dem Fall, bei dem eine Erwärmungsanforderung 1 gemacht wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd gleich wie oder geringer als die Erwärmungsstarttemperatur TW1 ist, anhand durchgehender Linien gezeigt, wohingegen die Änderungen in dem Fall, bei dem eine Erwärmungsanforderung 2 gemacht wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd höher als die Erwärmungsstarttemperatur TW1 ist, durch gestrichelte Linien gezeigt sind.
Wie dies aus den durchgehenden Linien von 6 hervorgeht, kann in dem Fall, bei dem die Erwärmungsanforderung gemacht wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd gleich wie oder geringer als die Erwärmungsstarttemperatur TW1 ist, das Erwärmen gestartet werden, indem lediglich die Temperatur des Kühlwassers, dessen Temperatur bereits in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus schnell erhöht worden ist, auf einen Wert erhöht wird, der höher als die Erwärmungsstarttemperatur TW1 ist. Des Weiteren kann, wie dies aus den gestrichelten Linien in 6 hervorgeht, in dem Fall, bei dem die Erwärmungsanforderung gemacht wird, wenn die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd höher als die Erwärmungsstarttemperatur TW1 ist, das Gebläse 35 unmittelbar betätigt werden, so dass das Erwärmen zum gleichen Zeitpunkt gestartet werden kann, bei dem die Erwärmungsanforderung gemacht wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In diesem Ausführungsbeispiel ist, wie dies in der in 7 gezeigten allgemeinen Aufbauansicht dargestellt ist, ein Öffnungs-/Schließventil 27a als eine Öffnungs-/Schließeinrichtung zum Öffnen und Schließen des kopfseitigen Bypasskanals 27 zu dem ersten Ausführungsbeispiel hinzugefügt. Hierbei ist in 7 die Strömung des Kühlwassers in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus von diesem Ausführungsbeispiel durch durchgehende Pfeile dargestellt. Darüber hinaus sind in 7 die Teile, die identisch oder äquivalent den Teilen des ersten Ausführungsbeispiels sind, anhand gleicher Bezugszeichen bezeichnet. Das gleiche gilt auch für die folgenden Zeichnungen.
Das Öffnungs-/Schließventil 27a von diesem Ausführungsbeispiel ist aus einem elektromagnetischen Ventil aufgebaut, dessen Betrieb durch ein Steuersignal gesteuert wird, das von der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 ausgegeben wird. Genauer gesagt wird das Öffnungs-/Schließventil 27a in derartiger Weise gesteuert, dass es in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus und in dem Erwärmungsprioritätsmodus öffnet und in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus schließt. Auf diese Weise kann in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus, wie dies in 7 dargestellt ist, die gesamte Strömungsrate des aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmenden Kühlwassers dazu gebracht werden, dass sie nicht zu dem Heizeinrichtungskern 31 strömt, sondern zu dem Verbindungsteil 22 (Bypasskanal 25) strömt.
Der restliche Aufbau und die Betriebsvorgänge sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit ist es gemäß dem Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel möglich, nicht nur die gleiche Wirkung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu erzielen, sondern auch zu verhindern, dass das Kühlwasser Wärme in den Heizeinrichtungskern 31 abstrahlt, und in effizienter Weise die Temperatur von sämtlichem Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf zu dem Zeitpunkt des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus zu erhöhen.
In dieser Hinsicht kann in dem Fall, bei dem das Öffnungs-/Schließventil 27a wie in diesem Ausführungsbeispiel aufgegriffen wird, die Funktion zum Regulieren der Öffnung des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals (die Funktion zum Regulieren der Strömungsrate) durch den zweiten Ventilkörper des Thermostats 26 weggelassen werden.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Dieses Ausführungsbeispiel beschreibt, wie dies anhand einer in 8 dargestellten allgemeinen Konstruktionsansicht gezeigt ist, ein Beispiel, bei dem ein kopfseitiges Strömungsregulierventil 23a in dem Kühlwasserkanal angeordnet ist, der sich von der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c zu dem Verbindungsteil 22 in dem ersten Ausführungsbeispiel erstreckt. Hierbei ist in 8 die Strömung des Kühlwassers in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus von diesem Ausführungsbeispiel anhand durchgehender Pfeile gezeigt. Der grundsätzliche Aufbau dieses kopfseitigen Strömungsregulierventils 23a ist der gleiche wie bei dem Strömungsregulierventil 23 des ersten Ausführungsbeispiels (in diesem Ausführungsbeispiel anhand eines blockseitigen Strömungsregulierventils 23 beschrieben).
Genauer gesagt führt das kopfseitige Strömungsregulierventil 23a die Funktion eines Regulierens der Strömungsraten des Kühlwassers, das zu dem Verbindungsteil 22 (Bypasskanal 25) herausströmt, und des Kühlwassers, das zu dem kopfseitigen Bypasskanal 27 herausströmt, von dem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, aus.
Des Weiteren kann, da das kopfseitige Strömungsregulierventil 23a die Kanalquerschnittsfläche des Kühlwasserkanals zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c mit dem Verbindungsteil 22 reguliert, das Verhältnis aus der Strömungsrate zwischen der blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk, die durch den blockseitigen Kanal 11a zirkuliert, und der kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd, die durch den kopfseitigen Kanal 12a zirkuliert, ebenfalls geändert werden. Somit weist die Strömungsreguliereinheit dieses Ausführungsbeispiels das kopfseitige Strömungsregulierventil 23a und das blockseitige Strömungsregulierventil 23 auf.
Darüber hinaus öffnet, was den spezifischen Betrieb des kopfseitigen Strömungsregulierventils 24a anbelangt, in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus das kopfseitige Strömungsregulierventil 23a annähernd gänzlich sowohl den Kühlwasserkanal zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c mit dem Verbindungsteil 22 als auch den Kühlwasserkanal zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c mit dem kopfseitigen Bypasskanal 27. Auf diese Weise kann in dem Verbrennungsmotoranforderungsmodus das Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, dazu gebracht werden, dass es sowohl zu dem Heizeinrichtungskern 31 als auch zu dem Verbindungsteil 22 herausströmt.
In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus wird der Kühlwasserkanal zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c mit dem Verbindungsteil 22 in den gänzlich geöffneten Zustand gebracht, und wird der Kühlwasserkanal zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c zu dem kopfseitigen Bypasskanal 27 in einen gänzlich geschlossenen Zustand gebracht. Auf diese Weise kann in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die Gesamtströmungsrate des aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmenden Kühlwassers dazu gebracht werden, dass sie nicht zu dem Heizeinrichtungskern 31 herausströmt, sondern zu dem Verbindungsteil 22 (Bypasskanal 25) herausströmt.
In dem Erwärmungsprioritätsmodus ist der Kühlwasserkanal zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c mit dem Verbindungsteil 22 gänzlich geschlossen, und ist der Kühlwasserkanal zum Verbinden der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c mit dem kopfseitigen Bypasskanal 27 annähernd gänzlich geöffnet. Auf diese Weise kann in dem Erwärmungsprioritätsmodus die Gesamtströmungsrate des Kühlwassers, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, dazu gebracht werden, dass es nicht zu dem Verbindungsteil 22 (Bypasskanal 25) herausströmt, sondern in den Heizeinrichtungskern 31 hineinströmt.
Der restliche Aufbau und die Betriebsvorgänge sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit kann das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 gemäß diesem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur die gleiche Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufzeigen, sondern kann außerdem die Gebläseluft effizient durch den Heizeinrichtungskern 31 in dem Erwärmungsprioritätsmodus erwärmen, und kann folglich die Erwärmungsleistung weiter verbessern.
Außerdem ist es in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus möglich, zu verhindern, dass das Kühlwasser Wärme in den Heizeinrichtungskern 31 abstrahlt, und somit kann die Temperatur von sämtlichem Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf effizient erhöht werden. In dieser Hinsicht kann in dem Fall, bei dem das kopfseitige Strömungsregulierventil 23a wie in diesem Ausführungsbeispiel aufgegriffen wird, die Funktion zum Regulieren der Öffnung des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals (das Regulieren der Strömungsrate) durch den zweiten Ventilkörper des Thermostats 26 weggelassen werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem der erste bis vierte Grenzwert, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 geändert werden. Hierbei ist die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 unter Verwendung von 15 beschrieben. Hierbei zeigt 15 eine grafische Darstellung einer Leistungscharakteristik zur Darstellung der Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Moment eines allgemein angewendeten Verbrennungsmotors.
In dem allgemein angewendeten Verbrennungsmotor wird eine Zündzeit eines Luft-Kraftstoff-Gemisches aus Kraftstoff, der in eine Verbrennungskammer eingespritzt wird, und Luft für den Kraftstoff in derartiger Weise reguliert, dass ein geeignetes Moment für die Drehzahl des Motors ausgegeben werden kann. Im Gegensatz dazu kann, wenn das durch den Verbrennungsmotor ausgegebene Moment erhöht wird, ein Klopfen nicht verhindert werden, indem lediglich die Zündzeit reguliert wird, da eine Erhöhung des Kompressionsverhältnisses durch eine Zunahme der Temperatur in der Verbrennungskammer bewirkt wird.
Darüber hinaus wird in dem allgemein angewendeten Verbrennungsmotor, wenn die Temperatur in der Verbrennungskammer zusammen mit einer Erhöhung der Drehzahl und des Momentes außerordentlich stark ansteigt, die Temperatur eines Katalysators zum Reinigen des Abgases übermäßig erhöht, wobei dadurch der Katalysator schmilzt oder beschädigt wird, so dass Kraftstoff zum Kühlen des Katalysators eingespritzt wird, um zu verhindern, dass der Katalysator schmilzt oder beschädigt wird. Der Kraftstoff zum Kühlen des Katalysators trägt nicht zu der Abgabeleistung des Verbrennungsmotors bei und verschlechtert somit die Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs.
Hierbei ist in 15 ein Bereich zur Darstellung der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors, bei der der Verbrennungsmotor ein geeignetes Moment abgeben kann, durch einen Bereich NBT bezeichnet (durch Punkte schraffierter Bereich), und ein Bereich zur Darstellung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors, bei dem der Verbrennungsmotor ein Klopfen bewirkt, ist durch einen Bereich TK (durch schräge Linien schraffierter Bereich) bezeichnet, und ein Bereich zur Darstellung des Betriebszustands des Verbrennungsmotors, bei dem Kraftstoff zum Kühlen des Katalysators eingespritzt wird, um ein übermäßiges Erhöhen der Temperatur des Katalysators zu vermeiden, ist durch einen Bereich OT (durch eine Netzschraffur gezeigter Bereich) gezeigt.
Im Gegensatz dazu ist es, was eine Maßnahme (Einrichtung) zum Verhindern des Klopfens anbelangt, lediglich erforderlich, die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors von dem Bereich TK zu dem Bereich NBT zu schalten, indem die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd, die durch den kopfseitigen Kanal 12a an der Seite des Zündkopfs 12 zirkuliert, erhöht wird, um die Verbrennungskammer zu kühlen. Darüber hinaus ist es, um das Einspritzen des Kraftstoffs zum Kühlen des Katalysators zu vermeiden, lediglich erforderlich, die Betriebsbedingung von dem Bereich OT zu dem Bereich NBT zu verschieben, indem die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd erhöht wird.
Somit werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie dies anhand der Diagramme in den 9 und 10 gezeigt ist, der erste bis vierte obere Grenzwert gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors geändert. Genauer gesagt werden der erste bis vierte obere Grenzwert auf der Basis der Drehzahl und des Moments des Verbrennungsmotors unter Bezugnahme auf eine Steuertabelle geändert, die zuvor in der Verbrennungsmotorsteuervorrichtung 50 gespeichert worden ist und die die Leistungscharakteristika des Verbrennungsmotors aufzeigt.
Hierbei zeigt 9 den ersten und den zweiten oberen Grenzwert der jeweiligen Betriebsbereiche in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus. Des Weiteren ist in 9 mit „VS“ zwei 2 l/min gezeigt, mit „S“ 2 bis 10 l/min gezeigt, mit „M“ 10 bis 20 l/min gezeigt und mit „L“ 20 L/min oder mehr gezeigt.
Darüber hinaus zeigt 10 den dritten und vierten oberen Grenzwert der jeweiligen Betriebsbereiche in dem Erwärmungsprioritätsmodus. Des Weiteren ist für den dritten oberen Grenzwert (Kopfseite) in 10 mit „S“ 6 bis 10 l/min gezeigt, mit „M“ 10 bis 20 l/min gezeigt und mit „L“ 20 l/min oder mehr gezeigt. Darüber hinaus ist für den vierten oberen Grenzwert (Blockseite) mit „VS“ 2 l/min gezeigt, mit „S“ 2 bis 10 l/min gezeigt, mit „M“ 10 bis 20 l/min gezeigt und mit „L“ 20 L/min oder mehr gezeigt.
Somit kann in diesem Ausführungsbeispiel in dem Fall, in dem die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors die Betriebsbedingung des Bereichs NBT ist, die gleiche Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden.
Des Weiteren wird, wie dies aus 9 hervor geht, zu dem Zeitpunkt des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus, wenn die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors zu der Betriebsbedingung des Bereichs OT oder des Bereichs TK gebracht ist, der erste obere Grenzwert erhöht, und folglich kann die Betriebsbedingung des Bereichs OT oder des Bereichs TK zu der Betriebsbedingung des Bereichs NBT verschoben werden. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verschlechtert wird, und es ist möglich, die Antiklopfleistung des Verbrennungsmotors 10 zu verbessern.
Darüber hinaus wird, wie dies aus 10 hervor geht, zu dem Zeitpunkt des Erwärmungsprioritätsmodus, wenn die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors zu der Betriebsbedingung des Bereichs OT gebracht ist, der dritte obere Grenzwert erhöht, was folglich verhindern kann, dass die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verschlechtert wird. In dieser Hinsicht kann das Ändern des ersten bis vierten oberen Grenzwerts gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10, das in diesem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, bei dem Verbrennungsmotorkühlsystem des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels angewandt werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem zwei Wärme tauschende Teile aus einem ersten Wärme tauschenden Teil 31a und einem zweiten Wärme tauschenden Teil 31b als der Heizeinrichtungskern 31 im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel angewendet werden, wie dies durch die Ansicht des allgemeinen Aufbaus in 11 und in 12 gezeigt ist. Hierbei zeigt 11 die Strömung des Kühlwassers in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus von diesem Ausführungsbeispiel anhand durchgehender Pfeile, und 12 zeigt die Strömung des Kühlwassers in dem Erwärmungsprioritätsmodus von diesem Ausführungsbeispiel anhand durchgehender Pfeile.
Der erste Wärme tauschende Teil 31a ist in dem kopfseitigen Bypasskanal 27 angeordnet und führt die Funktion eines Austauschens von Wärme zwischen einem Abschnitt des Kühlwassers, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, und der Gebläseluft, die von dem Gebläse 35 geblasen wird, aus, um die Gebläseluft zu erwärmen. Andererseits führt der zweite Wärme tauschende Teil 31b die Funktion eines Austauschens von Wärme zwischen dem Kühlwasser, das aus dem Strömungsregulierventil 23 herausströmt, und der Gebläseluft nach dem Passieren durch den ersten Wärme tauschenden Teil 31a aus, um die Gebläseluft weiter zu erwärmen. Somit ist das erste Wärme tauschende Teil 31a an der stromaufwärtigen Seite der Strömung der Gebläseluft in Bezug auf den zweiten Wärme tauschenden Teil 31b angeordnet.
Des Weiteren ist der kopfseitige Bypasskanal 27 von diesem Ausführungsbeispiel in einer derartigen Weise verbunden, dass die Strömung des aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmenden Kühlwassers verzweigt und zu der Kühlwasserauslassseite des zweiten Wärme tauschenden Teils 31b geführt wird. Auf diese Weise ist es in diesem Ausführungsbeispiel möglich, das Kühlwasser, aus dem ersten Wärme tauschenden Teil 31a herausströmt, dazu zu bringen, dass es sich mit dem Kühlwasser, das aus dem zweiten Wärme tauschenden Tei 31b herausströmt, verbindet, und es kann bewirkt werden, dass das Kühlwasser zu dem Thermostat 26 strömt.
Der restliche Aufbau und die Betriebsvorgänge sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit kann das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel die gleiche Wirkung wie das erste Ausführungsbeispiel aufzeigen und kann in effektiver Weise die Abwärme des Verbrennungsmotors 10 nutzen, um die Gebläseluft gleichzeitig zu dem Erwärmen in dem Erwärmungsprioritätsmodus und in einem gewöhnlichen Betrieb (Verbrennungsmotoranforderungsmodus) zu erwärmen.
Anders ausgedrückt wird in diesem Ausführungsbeispiel von dem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, und dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt, das Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt und das eine niedrige Temperatur hat, dazu gebracht, dass es in den ersten Wärme tauschenden Teil 31a hineinströmt, der an der stromaufwärtigen Seite der Gebläseluft angeordnet ist, und das Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt und eine hohe Temperatur hat, wird dazu gebracht, dass es in den zweiten Wärme tauschenden Teil 31b hineinströmt, der an der stromabwärtigen Seite der Gebläseluft angeordnet ist.
Auf diese Weise können in beiden Wärme tauschenden Teilen 31a und 31b eine Temperaturdifferenz zwischen dem Kühlwasser und der Gebläseluft, die zwischen ihnen zirkulieren, sichergestellt werden, so dass die Wärme in effektiver Weise zwischen dem Kühlwasser und der Gebläseluft ausgetauscht werden kann. Als ein Ergebnis kann zu dem Zeitpunkt des Erwärmens des Fahrzeugraums die Abwärme des Verbrennungsmotors 10 in effektiver Weise genutzt werden.
In dieser Hinsicht ist die effektive Ausnutzung der Abwärme des Verbrennungsmotors 10 außerordentlich effektiv für das Erwärmen des Fahrzeugraums in dem Hybridfahrzeug, in dem die Temperatur des Kühlwassers kaum ansteigt, da der Verbrennungsmotor 10 angehalten ist, wenn das Fahrzeug fährt. Darüber hinaus können der erste bis vierte obere Grenzwert für das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 geändert werden, wie dies in dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
(Sechstes Ausführungsbeispiel)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem das gleiche Öffnungs-/Schließventil 27a wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich an der stromaufwärtigen Seite des ersten Wärme tauschenden Teils 31a des kopfseitigen Bypasskanals 27 in dem fünften Ausführungsbeispiel angeordnet ist, wie dies durch die Ansicht des allgemeinen Aufbaus von 13 dargestellt ist. Der restliche Aufbau und die Betriebsvorgänge sind die gleichen wie in dem fünften Ausführungsbeispiel.
Somit ist es gemäß dem Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel möglich, nicht nur die gleiche Wirkung wie bei dem fünften Ausführungsbeispiel zu erzeugen, sondern auch wie in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiel, zu verhindern, dass Kühlwasser Wärme in den Heizeinrichtungskern 31 abstrahlt, wobei folglich in effizienter Weise die Temperatur von sämtlichen Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf zu dem Zeitpunkt des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus erhöht wird.
In dieser Hinsicht kann auch in diesem Ausführungsbeispiel wie in dem Fall des zweiten Ausführungsbeispiels die Funktion zum Regulieren der Öffnung (Regulieren der Strömungsrate) des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals durch den zweiten Ventilkörper des Thermostats weggelassen werden. Darüber hinaus können der erste bis vierte obere Grenzwert für das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 geändert werden, wie dies in dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
(Siebtes Ausführungsbeispiel)
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel, bei dem das gleiche kopfseitige Strömungsregulierventil 23a wie in dem dritten Ausführungsbeispiel in dem Kühlwasserkanal angeordnet ist, der sich von der kopfseitigen Ausströmöffnung 10c zu dem Verbindungsteil 22 in dem fünften Ausführungsbeispiel erstreckt, wie dies durch die Ansicht des allgemeinen Aufbaus in 14 dargestellt ist. Der restliche Aufbau und die Betriebsvorgänge sind die gleichen wie in dem fünften Ausführungsbeispiel.
Somit ist es gemäß dem Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel möglich, nicht nur die gleiche Wirkung wie in dem fünften Ausführungsbeispiel zu erzeugen, sondern auch wie in dem Fall des dritten Ausführungsbeispiels die Gebläseluft effektiv durch den Heizeinrichtungskern 31 zu erwärmen und folglich die Erwärmungsleistung in dem Erwärmungsprioritätsmodus weiter zu verbessern. Darüber hinaus ist es in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus möglich, zu verhindern, dass das Kühlwasser Wärme in den Heizeinrichtungskern 31 abstrahlt, und folglich ist es möglich, in effizienter Weise die Temperatur von sämtlichem Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf zu erhöhen.
In dieser Hinsicht kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel wie in dem Fall des dritten Ausführungsbeispiels die Funktion zum Regulieren des Öffnens (Regulieren der Strömungsrate) des heizeinrichtungskernseitigen Kühlwasserkanals durch den zweiten Ventilkörper des Thermostats 26 weggelassen werden. Darüber hinaus können der erste bis vierte obere Grenzwert für das Verbrennungsmotorkühlsystem 1 von diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 geändert werden, wie dies in dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern verschiedene Abwandlungen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung gemacht werden.

(1) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen die kopfseitige Auslasstemperatur TWhd als die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst angewendet wird, jedoch kann eine andere Temperatur als die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst angewendet werden. Beispielsweise kann die blockseitige Auslasstemperatur TWbk angewendet werden oder es kann die Oberflächentemperatur des Verbrennungsmotors 10 selbst oder in dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel die Temperatur des Kühlwassers, das in den Heizeinrichtungskern 31 hineinströmt, angewendet werden.

Des Weiteren sind in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen die Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen die spezifischen Temperaturen von der Erwärmungsstarttemperatur TW1 und der Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 auf den gleichen Wert gleich gestaltet sind (40°C). Jedoch können die spezifischen Temperaturen der Erwärmungsstarttemperatur TW1 und der Basisaufwärmübergangstemperatur TW2 verschiedene Werte haben.

(2) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind Ausführungsbeispiele beschrieben, in denen das Thermostat 26 in derartiger Weise aufgebaut ist, dass die Kühlwasserströmungsrate gemäß der Temperatur des Kühlwassers, das durch das Thermostat 26 zirkuliert, reguliert wird, wobei dieses Thermostat 26 angewendet wird, um die Temperatur des Kühlwassers, das per Druck zu dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird, nahe zu der einströmseitigen Basistemperatur Twin zu bringen. Jedoch ist es möglich, das Thermostat 26 wegzulassen und einen elektrischen Aktuator anzuwenden, der aus einem Linearsolenoidventil, das in kontinuierlicher Weise die Querschnittsfläche des Kühlwasserkanals ändern kann, oder dergleichen aufgebaut ist.

In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, eine Temperaturerfassungseinrichtung zum Erfassen der Temperatur des Kühlwassers, das per Druck zu dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird, anzuwenden, und den Betrieb des elektrischen Aktuators durch ein Rückführsteuerverfahren (Regelung) oder dergleichen in einer derartigen Weise zu steuern, dass der Erfassungswert dieser Temperaturerfassungseinrichtung nahe zu der einströmseitigen Basistemperatur Twin gebracht wird.

(3) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird angenommen, dass die Erwärmungsanforderung dann gemacht wird, wenn der Insasse den Erwärmungsschalter einschaltet, jedoch ist die Erwärmungsanforderung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wenn der Fahrzeugstartschalter eingeschaltet wird, falls die Außenlufttemperatur eine vorbestimmte Basisaußenlufttemperatur oder geringer ist, angenommen werden, dass die Erwärmungsanforderung gemacht wird, oder wenn die Lufttemperatur in dem Fahrzeugraum eine vorbestimmte Basisinnenlufttemperatur oder geringer ist, kann angenommen werden, dass die Erwärmungsanforderung gemacht wird.

Was die Basisaußenlufttemperatur oder die Basisinnenlufttemperatur anbelangt, so kann beispielsweise eine Temperatur in der Größenordnung von 15° C als die Temperatur aufgegriffen werden, wenn der Insasse es wünscht, dass der Fahrzeugraum aufgewärmt wird. Des Weiteren kann sowohl die Erwärmungsanforderung auf der Basis der Außenlufttemperatur als auch auf der Basis der Innenlufttemperatur und auch auf der Basis der Erwärmungsanforderung, die durch den Erwärmungsschalter gemacht wird, aufgegriffen werden.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass das Kühlsystem 1 für den Verbrennungsmotor 10 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wie folgt sein kann.
Ein Kühlsystem 1 dient dem Kühlen eines Verbrennungsmotors 10 durch eine Strömung eines Kühlwassers durch den Verbrennungsmotor 10 in derartiger Weise, dass die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 in normalem Betrieb innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs abfällt. Zumindest ein Teil des Kühlwassers wird als eine Wärmequelle zum Erwärmen von Luft verwendet, die zu einem luftkonditionierten Zielraum geblasen wird. Der Verbrennungsmotor 10 weist einen Zylinderblock 11, einen blockseitigen Kanal 11a, durch den Kühlwasser zum Kühlen des Zylinderblocks 11 strömt, einen Zylinderkopf 12 und einen kopfseitigen Kanal 12a auf, durch den Kühlwasser zum Kühlen des Zylinderkopfes 12 strömt. Das Kühlsystem 1 weist eine Kühlwasserdruckzuführeinheit 21, einen wärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31b, einen abstrahlenden Wärmetauscher 24, einen Bypasskanal 25 und eine Strömungsreguliereinheit 23, 23a auf. Die Kühlwasserdruckzuführeinheit 21 ist so aufgebaut, dass sie Kühlwasser in den blockseitigen Kanal 11a und in den kopfseitigen Kanal 12a per Druck zuführt. Der erwärmende Wärmetauscher 31, 31a, 31b ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser, das aus zumindest entweder dem blockseitigen Kanal 11a und/oder dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, und der Gebläseluft austauscht. Der abstrahlende Wärmetauscher 24 ist so aufgebaut, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, und der Außenluft austauscht, so dass das Kühlwasser Wärme abstrahlt.
Der Bypasskanal 25 führt Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, so, dass es den erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31b und den abstrahlenden Wärmetauscher 24 umgeht und in eine Ansaugseite der Kühlwasserdruckzuführeinheit 21 hineinströmt. Die Strömungsreguliereinheit 23, 23a ist so aufgebaut, dass sie zumindest entweder eine blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk, die eine Strömungsrate eines Kühlwassers ist, das durch den blockseitigen Kanal 11a strömt, und/oder eine kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd reguliert, die eine Strömungsrate des Kühlwassers ist, das durch den kopfseitigen Kanal 12a strömt. Zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 ist die Strömungsreguliereinheit 23, 23a so konfiguriert, dass sie in einem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus arbeitet. In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus reguliert die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd so, dass sie gleich wie oder geringer als ein erster oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd ist, wenn der Verbrennungsmotor 10 in dem normalen Betrieb arbeitet; reguliert die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk so, dass sie gleich wie oder geringer als ein zweiter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als der erste obere Grenzwert ist; und reguliert die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die Strömung des Kühlwassers derart, dass das aus dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmende Kühlwasser hauptsächlich in den Bypasskanal 25 strömt. Wenn eine Erwärmungsanforderung zum Erwärmen der Gebläseluft durch den erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31b zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 gemacht wird, ist die Strömungsreguliereinheit 23, 23a so konfiguriert, dass sie in dem Erwärmungsprioritätsmodus arbeitet. In dem Erwärmungsprioritätsmodus reguliert die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd so, dass sie gleich wie oder geringer als ein dritter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd ist, wenn der Verbrennungsmotor 10 in dem normalen Betrieb ist, und höher als der erste obere Grenzwert ist; reguliert die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk so, dass sie gleich wie oder geringer als ein vierter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert ist; und reguliert die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die Strömung des Kühlwassers derart, dass zumindest das Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, in den erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a hineinströmt.
Demgemäß kann zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 sowohl in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus als auch in dem Erwärmungsprioritätsmodus der Gesamtwert der kopfseitigen Kühlwasserströmungsrate Qhd und der blockseitigen Kühlwasserströmungsrate Qbk (d.h. die Strömungsrate des Kühlwassers, das durch den Verbrennungsmotor 10 zirkuliert) in Bezug auf den Gesamtwert zum Zeitpunkt eines gewöhnlichen Betriebs verringert werden. Somit kann zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 die Menge an Abwärme, die zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmt, in Bezug auf die Abwärme bei dem gewöhnlichen Betrieb verringert werden. Als ein Ergebnis kann der Verbrennungsmotor 10 schneller als zu dem Zeitpunkt des gewöhnlichen Betriebs aufgewärmt werden.
Des Weiteren wird der zweite obere Grenzwert bei dem Wert festgelegt, der gleich wie oder geringer als der erste obere Grenzwert ist, und der vierte obere Grenzwert wird bei dem Wert festgelegt, der gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert ist, so dass in jedem der Modi die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk so gestaltet werden kann, dass sie geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd ist. Dadurch kann das Aufwärmen eines Abschnitts des Zylinders an der Seite des Zylinderblocks 11, die an dem Kolben gleitet, effizient beschleunigt werden, und folglich kann die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 verbessert werden.
Darüber hinaus wird in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus das aus dem Verbrennungsmotor 10 herausströmende Kühlwasser dazu gebracht, dass es hauptsächlich in den Bypasskanal 25 hineinströmt, so dass die Abwärme, die zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmt, nicht zu der Außenseite abgestrahlt wird, sondern in effektiver Weise zum Erhöhen der Temperatur des gesamten Kühlwassers angewendet werden kann.
Somit kann in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 und das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmodus 10 verwirklicht werden.
Andererseits wird in dem Erwärmungsprioritätsmodus der dritte obere Grenzwert auf den Wert gesetzt, der höher als der erste obere Grenzwert ist, so dass das Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, dazu gebracht werden kann, das es in den erwärmenden Wärmetauscher 31 in einem Zustand hineinströmt, bei dem die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd dazu gebracht wird, dass sie größer als in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus ist. Dies kann ermöglichen, dass die Abwärme, die zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmt, so effektiv genutzt wird, dass die Temperatur des in den erwärmenden Wärmetauscher 31 hineinströmenden Kühlwassers erhöht wird.
Somit kann in dem Erwärmungsprioritätsmodus zusätzlich zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz sowohl das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 als auch das schnelle Erwärmen des Fahrzeugraums verwirklicht werden.
Des Weiteren kann, wenn die Erwärmungsanforderung in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus gemacht wird und folglich der Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus zu dem Erwärmungsprioritätsmodus geschaltet wird, sowohl das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 als auch das schnelle Erwärmen des Fahrzeugraums, wenn die Erwärmungsanforderung zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors gemacht wird, noch effektiver verwirklicht werden.
In dieser Hinsicht bedeutet „die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd, wenn der Verbrennungsmotor 10 in dem normalen Betrieb ist“, die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate in dem Zustand, in dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 10 zum Zeitpunkt des normalen Betriebs stabil ist, und bedeutet folglich nicht die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate in der Periode des Übergangs, bei dem der Betrieb des Verbrennungsmotors 10 zu einem stabilen Zustand geschaltet wird, wie beispielsweise unmittelbar nachdem der Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus zu dem normalen Betrieb geschaltet worden ist, oder unmittelbar nachdem der Erwärmungsprioritätsmodus zu dem normalen Betrieb geschaltet worden ist.
Darüber hinaus ist die Bedeutung von „das Kühlwasser strömt hauptsächlich in den Bypasskanal 25“ nicht auf die Bedeutung beschränkt, dass die Gesamtströmungsrate des Kühlwassers dazu gebracht wird, dass sie in den Bypasskanal 25 strömt, sondern es ist die Bedeutung möglich, dass ein geringfügiger Anteil des Kühlwassers dazu gebracht wird, dass er in einen anderen Kühlwasserkanal hineinströmt aufgrund der Verbindung der Verrohrung oder dergleichen.
Eine Temperatur TWbk, TWhd des Kühlwassers, das von entweder dem blockseitigen Kanal 11a oder dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, kann für die Temperatur des Verbrennungsmotors 10 verwendet werden.
In dem Erwärmungsprioritätsmodus kann die Strömungsreguliereinheit 23, 23a so konfiguriert sein, dass die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd in einem Bereich abnimmt, der gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert ist, und zwar in Übereinstimmung mit einer Zunahme der Temperatur TWbk, TWhd des Kühlwassers, das von entweder dem blockseitigen Kanal 11a oder dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt.
Demgemäß kann, wie in dem Fall des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 verwirklicht werden, indem die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd verringert wird, nachdem die Temperatur des Kühlwassers TWbk, TWhd auf ein Niveau erhöht worden ist, bei dem die Gebläseluft in ausreichender Weise erwärmt werden kann.
In dem Erwärmungsprioritätsmodus kann eine kopfseitige Auslasstemperatur TWhd, die eine Temperatur des aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmenden Kühlwassers ist, niedriger sein als eine blockseitige Auslasstemperatur TWbk, die eine Temperatur des aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmenden Kühlwassers ist.
Demgemäß kann die Antiklopfleistung des Verbrennungsmotors 10 verbessert werden, indem die Temperatur der Zylinderkopfseite verringert wird, und die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 kann weiter verbessert werden, indem die Temperatur der Zylinderblockseite in Bezug auf die Temperatur der Zylinderkopfseite erhöht wird.
In dem Erwärmungsprioritätsmodus kann, wenn der Verbrennungsmotor 10 in einen Betriebszustand gebracht wird, bei dem die Menge an in den Verbrennungsmotor 10 eingespritztem Kraftstoff so erhöht werden muss, dass ein Katalysator, der mit einem Auslasskanal des Verbrennungsmotors 10 verbunden ist, gekühlt wird, zum Reinigen des Abgases des Verbrennungsmotors 10, der dritte obere Grenzwert erhöht werden.
Hierbei wird in dem Betriebszustand, in dem der Verbrennungsmotor 10 den Katalysator kühlen muss, der eingespritzte Kraftstoff erhöht (vermehrt), und folglich wird die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 verschlechtert. Im Gegensatz dazu kann, da der dritte obere Grenzwert erhöht werden kann, um die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd zu erhöhen, der Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 von der Betriebsbedingung (Betriebszustand), bei der der Katalysator gekühlt werden muss, zu der Betriebsbedingung (Betriebszustand) verschoben werden, bei der der Katalysator nicht gekühlt werden muss.
Als ein Ergebnis ist es möglich, die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 davor zu bewahren, dass sie verschlechtert wird. Hierbei umfasst die Bedeutung von „der dritte obere Grenzwert wird erhöht“ die Bedeutung, dass der dritte obere Grenzwert größer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd zum Zeitpunkt des normalen Betriebs gestaltet wird.
In dem Erwärmungsprioritätsmodus kann die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die Strömung des Kühlwassers derart regulieren, dass Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, in den erwärmenden Wärmetauscher 31 hineinströmt, ohne in den abstrahlenden Wärmetauscher 24 hineinzuströmen.
Demgemäß ist es zu dem Zeitpunkt des Erwärmungsprioritätsmodus möglich, zu vermeiden, dass das Kühlwasser Wärme zu der Außenluft in dem abstrahlenden Wärmetauscher 24 abstrahlt, und folglich die Gebläseluft in dem erwärmenden Wärmetauscher 31 effizient erwärmt wird, so dass ein Erwärmungsvermögen (Erwärmungsleistung) weiter verbessert werden kann.
In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus kann die Strömungsreguliereinheit 23, 23a so konfiguriert sein, dass die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd innerhalb des ersten Grenzwerts gemäß einer Zunahme einer Temperatur TWbk, TWhd des Kühlwassers, das von entweder dem blockseitigen Kanal 11a oder dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, zunimmt.
Demgemäß kann die Temperatur von sämtlichem Kühlwasser in dem Kühlwasserkreislauf effizient erhöht werden, indem die Menge der Abwärme erhöht wird, die dazu gebracht wird, dass sie zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmt, nachdem die Temperatur TWbk, TWhd des Kühlwassers auf ein Niveau zugenommen hat, das sogar dann keine nachteilige Wirkung auf das schnelle Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 hat, wenn die Menge der Abwärme, die dazu gebracht wird, dass sie zu der Außenseite des Verbrennungsmotors 10 herausströmt, zunimmt.
In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus kann eine kopfseitige Auslasstemperatur TWhd, d.h. eine Temperatur des Kühlwassers, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, niedriger werden als eine blockseitige Auslasstemperatur TWbk, die eine Temperatur des Kühlwassers ist, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt.
Demgemäß kann die Antiklopfleistung des Verbrennungsmotors 10 verbessert werden, indem die Temperatur an der Seite des Zylinderkopfs verringert wird, und die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 kann weiter verbessert werden, indem die Temperatur an der Seite des Zylinderblocks in Bezug auf die Temperatur an der Seite des Zylinderkopfs erhöht wird.
In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus kann, wenn der Verbrennungsmotor 10 in einen Betriebszustand gebracht wird, bei dem ein Katalysator, der mit einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors 10 zum Reinigen des Abgases des Verbrennungsmotors 10 verbunden ist, gekühlt werden muss, oder in einen Betriebszustand gebracht wird, bei dem der Verbrennungsmotor 10 wahrscheinlich ein Klopfen bewirkt, der erste obere Grenzwert erhöht werden.
Demgemäß kann die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd erhöht werden, indem der erste obere Grenzwert erhöht wird, so dass die Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 10 von der Betriebsbedingung, bei der der Katalysator gekühlt werden muss, zu der Betriebsbedingung verschoben werden kann, bei der der Katalysator nicht gekühlt werden muss, und die Antiklopfleistung des Verbrennungsmotors 10 kann verbessert werden, indem die Temperatur der Verbrennungskammer verringert wird.
Als ein Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass die Kraftstoffeffizienz des Verbrennungsmotors 10 sich verschlechtert, und einen stabilen Betrieb zu verwirklichen. In dieser Hinsicht umfasst die Bedeutung von „der erste obere Grenzwert wird erhöht“ eine Bedeutung, dass der erste obere Grenzwert auf ein Niveau erhöht wird, das größer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd zum Zeitpunkt des normalen Betriebs ist.
In dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus kann die Strömungsreguliereinheit 23, 23a die Strömung des Kühlwassers derart regulieren, dass Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, in den Bypasskanal 25 strömt, ohne dass es in den erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31b hineinströmt.
Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass Kühlwasser in dem erwärmenden Wärmetauscher 31 zu dem Zeitpunkt des Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus Wärme abstrahlt, und folglich das Aufwärmen des Verbrennungsmotors 10 einer noch früheren Stufe zu vollenden.
Der erwärmende Wärmetauscher 31 kann so konfiguriert sein, dass die Wärme zwischen Kühlwasser, das ein Gemisch aus Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11 herausströmt, und Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, ist, und der geblasenen Luft ausgetauscht wird. Der erwärmende Wärmetauscher 31, 31a, 31b kann folgendes umfassen: einen ersten Wärme tauschenden Teil 31a, der so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen der geblasenen Luft und dem Kühlwasser austauscht, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt; und einen zweiten Wärme tauschenden Teil 31b, der so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen der geblasenen Luft, die durch den ersten Wärme tauschenden Teil 31a tritt und dem Kühlwasser austauscht, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt.
Die Strömungsreguliereinheit 23, 23a kann ein erstes Strömungsregulierventil 23 aufweisen, bei dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a herausströmt, zwischen dem Kühlwasser, das zu dem Bypasskanal 25 strömt, und dem Kühlwasser geteilt wird, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31 strömt. Das erste Strömungsregulierventil 23 kann so konfiguriert sein, dass eine Strömungsrate des Kühlwassers, das zu dem Bypasskanal 25 herausströmt, und eine Strömungsrate des Kühlwassers reguliert werden, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31b herausströmt.
Die Strömungsreguliereinheit 23, 23a kann ein zweites Strömungsregulierventil 23a aufweisen, bei dem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, zwischen Kühlwasser, das zu dem Bypasskanal 25 strömt, und Kühlwasser geteilt wird, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a strömt. Das zweite Strömungsregulierventil 23a kann so konfiguriert sein, dass es eine Strömungsrate des Kühlwassers, das zu dem Bypasskanal 25 herausströmt, und eine Strömungsrate des Kühlwassers reguliert, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a herausströmt.
Das Kühlsystem 1 kann des Weiteren eine Erwärmungsanforderungseingabeeinheit 60 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie durch einen Anwender des Kühlsystems 1 eine Anforderung an ein Erwärmen der geblasenen Luft durch dessen Betrieb macht. Die Erwärmungsanforderung umfasst die Anforderung zum Erwärmen der geblasenen Luft durch den Betrieb der Erwärmungsanforderungseingabeeinheit 60.
Die Erwärmungsanforderung kann eine Außenlufttemperatur Tam umfassen, die gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Basisaußenlufttemperatur ist. Die Erwärmungsanforderung kann eine Innenlufttemperatur in dem Luftkonditionierungszielraum umfassen, die gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Basisinnenlufttemperatur ist. Was die Basisinnenlufttemperatur oder die Basisaußenlufttemperatur anbelangt, so kann eine Temperatur aufgegriffen werden, auf die der Anwender den Luftkonditionierungszielraum zu erwärmen wünscht.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen umfassen. Außerdem fallen, während verschiedene Kombinationen und Konfigurationen bevorzugt sind, andere Kombinationen und Konfigurationen inklusive mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Element ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
Zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 arbeitet die Strömungsreguliereinheit 23, 23a in dem Kühlsystem 1 in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus. In diesem Modus wird die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate Qhd so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als der erste obere Grenzwert (≤ Qhd, wenn der Verbrennungsmotor 10 im normalen Betrieb ist) ist; wird die blockseitige Kühlwasserströmungsrate Qbk so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als der zweite obere Grenzwert (≤ erster oberer Grenzwert) ist; und Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal 11a und dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, strömt hauptsächlich in den Bypasskanal 25. Wenn eine Erwärmungsanforderung an ein Erwärmen der geblasenen Luft durch den erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a, 31b zu einem Zeitpunkt eines Aufwärmens des Verbrennungsmotors 10 gemacht wird, arbeitet die Reguliereinheit 23, 23a in dem Erwärmungsprioritätsmodus. In diesem Modus wird die Qhd so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert (erster oberer Grenzwert < dritter oberer Grenzwert ≤ Qhd bei normalem Betrieb) ist; wird die Qbk so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als der vierte obere Grenzwert (≤ dritter oberer Grenzwert) ist; und zumindest Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal 12a herausströmt, strömt in den erwärmenden Wärmetauscher 31, 31a.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-163920 A [0003, 0006]
JP 2010-163897 A [0005, 0007]

Claims

Kühlsystem (1) zum Kühlen eines Verbrennungsmotors (10) durch eine Strömung eines Kühlwassers durch den Verbrennungsmotor (10) in derartiger Weise, dass die Temperatur des Verbrennungsmotors (10) in normalem Betrieb in einen vorbestimmten Temperaturbereich fällt, wobei: zumindest ein Teil des Kühlwassers für eine Wärmequelle zum Erwärmen von Luft verwendet wird, die zu einem Luftkonditionierungszielraum geblasen wird; und der Verbrennungsmotor (10) einen Zylinderblock (11), einen blockseitigen Kanal (11a), durch den Kühlwasser zum Kühlen des Zylinderblocks (11) strömt, einen Zylinderkopf (12) und einen kopfseitigen Kanal (12a) aufweist, durch den Kühlwasser zum Kühlen des Zylinderkopfes (12) strömt, wobei das Kühlsystem (1) folgendes aufweist: eine Kühlwasserdruckzuführeinheit (21), die so konfiguriert ist, dass sie per Druck Kühlwasser in den blockseitigen Kanal (11a) und den kopfseitigen Kanal (12a) zuführt; einen erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b), der so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen Kühlwasser, das von zumindest dem blockseitigen Kanal (11a) und dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, und der geblasenen Luft tauscht; einen abstrahlenden Wärmetauscher (24), der so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) und dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, und Außenluft tauscht, so dass das Kühlwasser Wärme abstrahlt; einen Bypasskanal (25), der Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) und dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, so führt, dass es den erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b) und den abstrahlenden Wärmetauscher (24) umgeht und in eine Ansaugseite der Kühlwasserdruckzuführeinheit (21) hineinströmt; und eine Strömungsreguliereinheit (23, 23a), die so konfiguriert ist, dass sie zumindest entweder die blockseitige Kühlwasserströmungsrate (Qbk), die eine Strömungsrate des durch den blockseitigen Kanal (11a) strömenden Kühlwassers ist, und/oder eine kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) reguliert, die eine Strömungsrate des durch den kopfseitigen Kanal (12a) strömenden Kühlwassers ist, wobei: zum Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors (10) die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) so konfiguriert ist, dass sie in einem Kraftstoffeffizienzmodus arbeitet, in dem: die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein erster oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) ist, wenn der Verbrennungsmotor (10) in dem normalen Betrieb ist; die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die blockseitige Kühlwasserströmungsrate (Qbk) so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein zweiter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als der erste obere Grenzwert ist; und die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die Strömung des Kühlwassers derart reguliert, dass Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) und dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, hauptsächlich in den Bypasskanal (25) hineinströmt; und wenn eine Erwärmungsanforderung zum Erwärmen der geblasenen Luft durch den erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b) zu dem Zeitpunkt des Aufwärmens des Verbrennungsmotors (10) gemacht wird, die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) so konfiguriert ist, dass sie in einem Erwärmungsprioritätsmodus arbeitet, in dem die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein dritter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) ist, wenn der Verbrennungsmotor (10) in dem normalen Betrieb ist, und höher als der erste obere Grenzwert ist; die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die blockseitige Kühlwasserströmungsrate (Qbk) so reguliert, dass sie gleich wie oder geringer als ein vierter oberer Grenzwert ist, der gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert ist; und die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die Strömung des Kühlwassers derart reguliert, dass zumindest Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, in den erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a) hineinströmt.
Kühlsystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei eine Temperatur (TWbk, TWhd) des Kühlwassers, das von entweder dem blockseitigen Kanal (11a) oder dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, für die Temperatur des Verbrennungsmotors (10) verwendet wird.
Kühlsystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Erwärmungsprioritätsmodus die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) so konfiguriert ist, dass die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) in einem Bereich abnimmt, der gleich wie oder geringer als der dritte obere Grenzwert ist, gemäß einer Zunahme einer Temperatur (TWbk, TWhd) des Kühlwassers, das von entweder dem blockseitigen Kanal (11a) oder dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Erwärmungsprioritätsmodus eine kopfseitige Auslasstemperatur (TWhd), die eine Temperatur des Kühlwassers ist, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, geringer als eine blockseitige Auslasstemperatur (TWbk) ist, die eine Temperatur des Kühlwassers ist, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Erwärmungsprioritätsmodus, wenn der Verbrennungsmotor (10) in einen Betriebszustand gebracht ist, bei dem eine Menge an Kraftstoff, die in den Verbrennungsmotor (10) eingespritzt wird, so erhöht werden muss, dass ein Katalysator gekühlt wird, der mit einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors (10) zum Reinigen des Abgases des Verbrennungsmotors (10) verbunden ist, der dritte obere Grenzwert erhöht wird.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem Erwärmungsprioritätsmodus die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die Strömung des Kühlwassers derart reguliert, dass Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) und dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, in den erwärmenden Wärmetauscher (31) hineinströmt, ohne in den abstrahlenden Wärmetauscher (24) hineinzuströmen.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) so konfiguriert ist, dass sie die kopfseitige Kühlwasserströmungsrate (Qhd) innerhalb des ersten oberen Grenzwerts gemäß einer Zunahme einer Temperatur (TWbk, TWhd) des Kühlwassers erhöht, das von entweder dem blockseitigen Kanal (11a) oder dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus eine kopfseitige Auslasstemperatur (TWhd), die eine Temperatur des Kühlwassers ist, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, niedriger als eine blockseitige Auslasstemperatur (TWbk) ist, die eine Temperatur des Kühlwassers ist, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus, wenn der Verbrennungsmotor (10) in einen Betriebszustand gebracht wird, bei dem ein Katalysator, der mit einem Abgaskanal des Verbrennungsmotors (10) zum Reinigen von Abgas in dem Verbrennungsmotor (10) verbunden ist, gekühlt werden muss, oder in einen Betriebszustand gebracht wird, bei dem der Verbrennungsmotor (10) wahrscheinlich ein Klopfen bewirkt, der erste obere Grenzwert erhöht wird.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei in dem Kraftstoffeffizienzprioritätsmodus die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) die Strömung des Kühlwassers derart reguliert, dass Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) und dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, in den Bypasskanal (25) strömt, ohne in den erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b) hineinzuströmen.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erwärmende Wärmetauscher (31) so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen dem Kühlwasser, das ein Gemisch aus Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) herausströmt, und dem Kühlwasser ist, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, und der geblasenen Luft tauscht.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erwärmende Wärmetauscher (31, 31a, 31b) folgendes aufweist: ein erster Wärmetauscherteil (31a), der so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen der geblasenen Luft und Kühlwasser tauscht, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt; und ein zweiter Wärmetauscherteil (31b), der so konfiguriert ist, dass er Wärme zwischen der geblasenen Luft, die durch das erste Wärmetauscherteil (31a) tritt, und dem Kühlwasser tauscht, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) ein erstes Strömungsregulierventil (23) aufweist, bei dem Kühlwasser, das aus dem blockseitigen Kanal (11a) herausströmt, zwischen Kühlwasser, das zu dem Bypasskanal (25) hin strömt, und Kühlwasser geteilt wird, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b) hin strömt; und das erste Strömungsregulierventil (23) so aufgebaut ist, dass es eine Strömungsrate des Kühlwassers, das zu dem Bypasskanal (25) hin herausströmt, und eine Strömungsrate des Kühlwassers reguliert, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a, 31b) hin herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Strömungsreguliereinheit (23, 23a) ein zweites Strömungsregulierventil (23a) aufweist, bei dem Kühlwasser, das aus dem kopfseitigen Kanal (12a) herausströmt, zwischen Kühlwasser, das zu dem Bypasskanal (25) hin strömt, und Kühlwasser geteilt wird, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a) hin strömt; und das zweite Strömungsregulierventil (23a) so konfiguriert ist, dass es eine Strömungsrate des Kühlwassers, das zu dem Bypasskanal (25) hin herausströmt, und eine Strömungsrate des Kühlwassers reguliert, das zu dem erwärmenden Wärmetauscher (31, 31a) hin herausströmt.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, das des Weiteren eine Erwärmungsanforderungseingabeeinheit (60) aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie durch eine Betätigung von ihr eine Anforderung an ein Erwärmen der geblasenen Luft durch einen Anwender des Kühlsystems (1) bewirkt, wobei die Erwärmungsanforderung die Anforderung an ein Erwärmen der geblasenen Luft durch die Betätigung der Erwärmungsanforderungseingabeeinheit (60) umfasst.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Erwärmungsanforderung eine Außenlufttemperatur (Tam) umfasst, die gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Basisaußenlufttemperatur ist.
Kühlsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Erwärmungsanforderung eine Innenlufttemperatur in dem Luftkonditionierungszielraum umfasst, die gleich wie oder geringer als eine vorbestimmte Basisinnenlufttemperatur ist.