JP2004019452A

JP2004019452A - Cooling device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2004019452A
Application number: JP2002171344A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Hayashi; 林　邦彦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform efficient preheating, warming-up or cooling of an internal combustion engine for improving the fuel consumption performance and exhaust emission of the internal combustion engine and preventing the malfunction such as knocking of the engine. <P>SOLUTION: This cooling device for the internal combustion engine provided in a cooling water passage for a heat storage tank 3 has an inlet port 20 into which cooling water flows from the cooling water passage and outlet ports 21, 22 from which the cooling water flows into the cooling water passage. In preheating or warming-up, the cooling water of high temperature is circulated mainly through a cylinder head 1, and in cooling, the cooling water of low temperature is circulated mainly through the cylinder head 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の冷却装置に係り、特に蓄熱タンクを有する内燃機関の冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用内燃機関において、内燃機関の早期暖機又は早期冷却は燃費性能や排気エミッションの向上を図るために非常に重要である。
【０００３】
従来の内燃機関の冷却装置においては、図１１に示すように、冷却水が循環する冷却水通路に蓄熱タンク１３を備えた内燃機関の冷却装置が知られている。
【０００４】
この内燃機関の冷却装置の冷却水通路には、通路切換弁１６、電動ウォータポンプ１５、メカウォータポンプ１８が設置されている。
【０００５】
前記通路切換弁１６は、冷却水の温度に基づいて、冷却水をラジエータ１７を通る冷却水通路に流すか、あるいは、ラジエータ１７を通らない冷却水通路に流すかを切り換える。
【０００６】
前記電動ウォータポンプ１５と前記メカウォータポンプ１８とは冷却水通路に冷却水の循環流を生じせしめるが、前記電動ウォータポンプ１５が生じせしめる冷却水の循環流と前記メカウォータポンプ１８が生じせしめる冷却水の循環流の方向は互いに逆方向となっている。
また、前記電動ウォータポンプ１５と前記メカウォータポンプ１８とは駆動源が異なっており、前記メカウォータポンプ１８はエンジンの始動とともに作動する。
【０００７】
前記蓄熱タンク１３は、エンジン運転時にエンジンから発せられる熱によって加熱された冷却水を、エンジン停止前に貯留することにより蓄熱する。
【０００８】
エンジン始動前には、電動ウォータポンプ１５を作動させることによって、蓄熱タンク１３に貯留された高温の冷却水をシリンダヘッド１１→シリンダブロック１２の順に通して循環させることによりエンジン全体を暖めて始動前暖機（以下、プレヒートと称する）を行なう。
エンジン始動後には、電動ウォータポンプ１５を停止し、メカウォータポンプ１８を作動させることによって、高温の冷却水をシリンダブロック１２→シリンダヘッド１１の順に通して循環させることによりエンジン全体を暖めて暖機を行なう。
また、エンジン冷却時には、冷却水がラジエータ１７を通るように通路切換弁１６によって冷却水通路は切換えられる。ラジエータ１７を通ることにより冷やされた冷却水を、メカウォータポンプ１８によってシリンダブロック１２→シリンダヘッド１１の順に通して循環させることによりエンジン全体を冷却する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの燃費性能や排気エミッションの悪化の原因となるのは、燃焼室内での燃料の燃焼状態の不良であるため、プレヒート時または暖機時には燃焼室が形成されるシリンダヘッドを主に暖めることが重要である。また、ノッキング等の燃焼室内の温度が高すぎることが原因で発生するエンジンの作動不具合を防止するためには、主にシリンダヘッドを冷却することが重要である。
【００１０】
しかしながら、従来の内燃機関の冷却装置においては、プレヒート時または暖機時には、蓄熱タンクに蓄えられた高温の冷却水はシリンダヘッド及びシリンダブロックの両方を流れるため、冷却水の熱量はシリンダブロックにも吸収されることになり、シリンダヘッドのプレヒートまたは暖機を効率的に行なうことが出来なかった。
また、冷却時においても、ラジエータを通ることによって冷やされた冷却水はシリンダヘッド及びシリンダブロックの両方を流れてエンジン全体を冷やす構成となっているため、シリンダヘッドを効率的に冷却することは出来なかった。
【００１１】
また、メカポンプが生じせしめる冷却水の循環流と電動ポンプが生じせしめる冷却水の循環流の方向が逆方向となっているため、両者を同時に作動させることによって冷却水の流速を増加させてエンジンの暖機又は冷却を効率良く行なうことは出来なかった。
【００１２】
本発明は上記のような事情に鑑みてされたものであり、内燃機関の燃費性能や排気エミッションの向上を図るため、また、ノッキング等のエンジンの作動不具合を防止するため、冷却水を主にシリンダヘッドに循環させることによって内燃機関のプレヒートや暖機又は冷却を効率良く行なうことを技術的課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は以下の構成とした。
【００１４】
即ち、本発明に係る内燃機関の冷却装置は、シリンダヘッド及びシリンダブロックを有する内燃機関の冷却水通路に冷却水の循環流を生じせしめるウォータポンプと、
内燃機関により加熱された冷却水を貯留することによって蓄熱する蓄熱タンクと、を備え、
冷却水通路は、
前記蓄熱タンクが配置されており、前記ウォータポンプによって、冷却水が前記蓄熱タンクを介し、主にシリンダヘッドを通って循環する第１冷却水通路と、
前記第１冷却水通路と並列に配置され、前記ウォータポンプによって、冷却水が前記蓄熱タンクを介さずに、主にシリンダヘッドを通って循環する第２冷却水通路と、
ラジエータが配置されており、ラジエータを通った冷却水が、前記ウォータポンプによって、シリンダヘッド→シリンダブロック→ラジエータの順に通って循環する第３冷却水通路と、を有し、
前記第１冷却水通路と、前記第２冷却水通路と、前記第３冷却水通路とは、前記ウォータポンプより上流で接続されており、
前記第１冷却水通路と、前記第２冷却水通路と、前記第３冷却水通路とを切換える通路切換え手段を備えている構成とした。
【００１５】
この構成によれば、エンジン始動前のプレヒートまたはエンジン始動後の暖気時には、通路切換え手段によって冷却水通路は第１冷却水通路に切換えられ、蓄熱タンクに貯留された高温の冷却水（例えば９０℃）は、主にシリンダヘッドを通って循環する。そのため、シリンダヘッドを効率的に加熱することが出来る。
また、プレヒート時に冷却水の熱量がエンジン（主にシリンダヘッド）に吸収されて温度が低下し、エンジン始動後の暖機時において、蓄熱タンクに貯留されている冷却水が低温（例えば３０℃）の場合は、通路切換え手段によって冷却水通路は第２冷却水通路に切換えられ、第２冷却水通路を流れる比較的高温の冷却水が、蓄熱タンクを通らずに、主にシリンダヘッドを通って循環する。そのため、シリンダヘッドを効率的に加熱することが出来る。
さらに、プレヒート時及び暖気時に冷却水の熱量がエンジン（主にシリンダヘッド）に吸収されるため、暖機後には低温の冷却水が蓄熱タンクに貯留されており、暖機後に燃焼室の早期冷却が必要な場合には、通路切換え手段によって冷却水通路は第１冷却水通路に切換えられ、蓄熱タンクに貯留された低温の冷却水は主にシリンダヘッドを通って循環する。そのため、シリンダヘッドを効率的に冷却することが出来る。
【００１６】
ここで、冷却水は「主に」シリンダヘッドを通して循環するとしたのは、シリンダヘッドの冷却水通路とそれ以外（シリンダブロック等）の冷却水通路とを物理的に完全に分離しない場合には冷却水の流れの勢いや流路抵抗により冷却水がシリンダヘッド以外の冷却水通路へ流れ込むことがあるからである。
【００１７】
また、エンジン全体を冷却する場合には、通路切換え手段によって冷却水通路は第３冷却水通路に切換えられ、ラジエータを通ることによって冷やされた低温の冷却水がシリンダヘッドへ流入し、さらにシリンダヘッドからシリンダブロックを通って循環する。そのため、エンジン全体を冷却することが出来る。
また、蓄熱タンクに蓄熱する場合には、エンジンから発せられる熱によって冷却水が加熱され高温となっている時に、通路切換え手段によって冷却水通路は第１冷却水通路に切換えられ、高温の冷却水を蓄熱タンクへ貯留する。そのため、シリンダブロックを通さずにシリンダヘッドから高温の冷却水を直接回収出来るため熱損失が少なく、効率的に蓄熱することが出来る。
【００１８】
本発明の内燃機関の冷却装置においては、前記通路切換え手段は、前記第１冷却水通路と、前記第２冷却水通路と、前記第３冷却水通路とにおいて、少なくとも２つの冷却水通路に同時に冷却水が循環するように冷却水通路を切換える構成としても良い。
【００１９】
この構成によれば、例えば、第１冷却水通路と第３冷却水通路とに同時に冷却水を循環させることにより、第３冷却水通路を流れる冷却水によってエンジンを冷却すると同時に第１冷却水通路を流れる冷却水によって蓄熱タンクに蓄熱することが可能である。
【００２０】
また、本発明の内燃機関の冷却装置において、シリンダヘッドは、冷却水通路からシリンダヘッドに冷却水が流入する流入口と、
前記蓄熱タンクが設置され前記ウォータポンプを介して下流端が前記流入口に接続されている冷却水通路の上流端と接続されており、シリンダヘッドを通った冷却水を冷却水通路に流出する第１流出口と、
前記蓄熱タンクが設置された冷却水通路と並列に配置され前記蓄熱タンクをバイパスし、前記ウォータポンプを介して下流端が前記流入口に接続されている冷却水通路の上流端と接続されており、シリンダヘッドを通った冷却水を冷却水通路に流出する第２流出口と、を有し、
シリンダブロックは、下流端がラジエータの上流端に接続された冷却水通路の上流端と接続されており、前記流入口からシリンダヘッドへ流入し、シリンダヘッドからシリンダブロックを通って流れた冷却水をラジエータへ流出する第３流出口を有し、
前記第１流出路と第２流出路とは、シリンダヘッドにおいて前記流入口が設けられている位置とは反対側の位置に設けられ、
さらに、上流端がラジエータの下流端に接続されている冷却水通路の下流端と前記第２流出口とが接続されており、
前記冷却水通路切換え手段は、
前記第１流出口に設けられ、前記第１流出口からの冷却水の流出を制御する第１通路切換弁と、
上流端がラジエータの下流端に接続されている冷却水通路の下流端と前記第２流出口との接続部に設けられ、前記蓄熱タンクが設置された冷却水通路と並列に配置され前記蓄熱タンクをバイパスし前記ウォータポンプを介して下流端が前記流入口に接続されている冷却水通路に、前記第２流出口から流出した冷却水を流すか、あるいは、ラジエータから流出した冷却水を流すかを切換える第２通路切換弁と、
によって構成され、
前記第１通路切換弁を開くことによって前記第１流出口から流出した冷却水が前記蓄熱タンクを通り、前記ウォータポンプを介して前記流入口からシリンダヘッドへ流入し循環することにより前記第１冷却水通路が形成され、
前記第２通路切換弁によってラジエータ側の冷却水通路が閉じられ前記第２流出口側が開かれて、前記第２流出口から流出した冷却水が前記蓄熱タンクを通らずに前記ウォータポンプを介して前記流入口からシリンダヘッドへ流入し循環することにより前記第２冷却水通路が形成され、
前記第２通路切換弁によって前記第２流出口側が閉じられラジエータ側の冷却水通路が開かれて、ラジエータから流出した冷却水が前記蓄熱タンクを通らずに前記ウォータポンプを介して前記流入口からシリンダヘッドへ流入し、さらに、シリンダヘッドからシリンダブロックを通って前記第３流出口からラジエータへ流出し循環することにより前記第３冷却水通路が形成される構成とする。
【００２１】
ここで、前記第２通路切換弁は、冷却水通路を流れる冷却水の温度に基づき冷却水通路を切換え、
冷却水の温度が所定温度より低い時はラジエータ側の冷却水通路を閉じ、冷却水の温度が所定温度より高い時は前記第２流出口側を閉じる構成としても良い。
【００２２】
この構成によれば、エンジンが高温になり、冷却水通路を流れる冷却水がエンジンによって加熱され所定温度より高温となった時には、冷却水は前記第３冷却水通路を循環することになり、ラジエータを通って冷やされた冷却水によってエンジンは冷却される。
【００２３】
本発明の内燃機関の冷却装置において、前記ウォータポンプを第１ウォータポンプとし、冷却水通路を流れる冷却水に第１ウォータポンプが生じせしめる循環流と同方向の循環流を生じせしめる第２ウォータポンプを前記第１冷却水通路に配置した構成としても良い。
【００２４】
この構成によれば、第１ウォータポンプと第２ウォータポンプとを同時に作動させることによって、シリンダヘッドを通る冷却水の流速が増すため、プレヒート時及び暖機時においてはシリンダヘッドの加熱効果が向上し、冷却時においてはシリンダヘッドの冷却効果が向上する。また、蓄熱タンクを通る冷却水の流速も増すため蓄熱タンクに冷却水を貯留するための時間が短くなり、蓄熱時において、蓄熱時間を短縮することが出来る。
【００２５】
さらに、前記第１ウォータポンプの駆動源と前記第２ウォータポンプの駆動源とが異なる構成としても良い。具体的には、第１ウォータポンプの駆動源を内燃機関のクランククシャフトとし、第２ウォータポンプの駆動源を電動モータとするなどである。
【００２６】
この構成によれば、第１ウォータポンプの作動と第２ウォータポンプの作動をそれぞれ別個に制御することができ、例えば、エンジンの始動前には第２ウォータポンプを作動させることによって蓄熱タンクに貯留された高温の冷却水を第１冷却水通路に循環させ、シリンダヘッドのプレヒートを行うことが可能である。
【００２７】
本発明の内燃機関の冷却装置において、車室内暖房用ヒータコアと、前記車室内暖房用ヒータコアが設置されているヒータ冷却水通路とをさらに有し、このヒータ冷却水通路は前記第１冷却水通路及び前記第２冷却水通路と並列に配置されており、前記ヒータ冷却水通路の一端は前記第２ウォータポンプ及び前記蓄熱タンクより上流で前記第１冷却水通路と接合され、他端は前記第２ウォータポンプ及び前記蓄熱タンクより下流かつ前記第１ウォータポンプより上流で前記第１冷却水通路と接続されており、前記ヒータ冷却水通路に冷却水を流すかどうかを制御するヒータ冷却水通路切換手段を備えている構成としても良い。
【００２８】
この構成によれば、プレヒート後に、蓄熱タンクに貯留された冷却水が比較的高温（例えば５０℃）の場合、第２ウォータポンプを作動させ、ヒータ冷却水通路切換手段によって蓄熱タンクに貯留された冷却水が第１冷却水通路の一部を通りヒータ冷却水通路側に流れるよう制御し、蓄熱タンクに貯留された冷却水を車室内暖房用ヒータコアを通して循環させて車室内暖房用ヒータコアの暖機（以下、ヒータ暖機と称する）を行なう。さらに、同時に第１ウォータポンプを作動させて第２冷却水通路を流れる冷却水を循環させることによってシリンダヘッドの暖機を行なう。
【００２９】
尚、以上に述べた各構成は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る実施形態について図１〜図１０に基づいて説明する。
【００３１】
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の冷却装置の構成を示している。
【００３２】
シリンダヘッド１には冷却水通路３０から冷却水が流入する流入口２０と、シリンダヘッド１を通った冷却水が冷却水通路３０へ流出する２ヶ所の流出口、第１流出口２１と第２流出口２２とが設けられている。シリンダブロック２には、流入口２０からシリンダヘッド１へ流入し、さらにシリンダヘッド１からシリンダブロック２を通った冷却水がラジエータ往路２４へ流出する第３流出口２６が設けられている。
【００３３】
冷却水通路３０は、蓄熱タンク３設置されている冷却水通路（以下、蓄熱タンク側冷却水通路と称す）３１と、蓄熱タンク側冷却水路３１と並列に配置され蓄熱タンク３を通らない冷却水通路（以下、バイパス冷却水通路と称す）３２を有している。
【００３４】
第１流出口２１は蓄熱タンク側冷却水通路３１の上流端と接続されており、蓄熱タンク側冷却水通路３１の下流端はシリンダヘッド１の流入口２０に接続されている。また、冷却水の循環流を生じせしめるウォータポンプ１０が蓄熱タンク側冷却水通路３１の蓄熱タンク３より下流に設置されている。
【００３５】
蓄熱タンク３はエンジンが発する熱によって冷却水が加熱され高温となったときに蓄熱タンク側冷却水通路３１を流れる冷却水を貯留することによって蓄熱する。
【００３６】
また、第２流出口２２はバイパス冷却水通路３２の上流端と接続されており、バイパス冷却水通路３２の下流端は、蓄熱タンク３より下流かつウォータポンプ１０より上流で蓄熱タンク側冷却水通路３１と接続されいる。さらに、第２流出口２２とバイパス冷却水通路３２の上流端との接続接続部には、上流端がラジエータ７と接続されているラジエータ復路２５の下流端が接続されている。
第３流出口２６は、下流端がラジエータ７に接続しているラジエータ往路２４の上流端と接続されている。
【００３７】
第１流出口２１と蓄熱タンク側冷却水通路３１との接続部には、シリンダヘッド１から蓄熱タンク側冷却水通路３１への冷却水の流出を制御する通路開閉弁６が設けられている。
また、第２流出口２２とバイパス冷却水通路３２とラジエータ復路２５との接続部には通路切換弁９が設けられており、この通路切換弁９によって、ラジエータ復路２５側を閉じ、シリンダヘッド１を通った冷却水をバイパス通路３２に流すか、あるいは、第２流出口２２側を閉じ、ラジエータ７から流出しラジエータ復路２５を通った冷却水をバイパス通路３２に流すかを切換える。
【００３８】
この第１の実施の形態において、通路開閉弁６を開き、ウォータポンプ１０を作動させることによって、蓄熱タンク３に貯留された冷却水が蓄熱タンク側冷却水通路３１を流れ、流入口２０からシリンダヘッド１に流入し、主にシリンダヘッド１を通って第１流出口２１から蓄熱タンク側冷却水通路３１に流出する、つまり、蓄熱タンク３に貯留された冷却水が主にシリンダヘッド１を通って循環する第１冷却水通路４１が形成される。
また、通路切換弁９によってラジエータ復路２５側を閉じて第２流出口２２側を開き、ウォータポンプ１０を作動させることによって、冷却水がバイパス冷却水通路３２を流れ、流入口２０からシリンダヘッド１に流入し、主にシリンダヘッド１を通って第２流出口からバイパス冷却水通路３２に流出する、つまり、冷却水が蓄熱タンク３を通らずに主にシリンダヘッド１を通って循環する第２冷却水通路４２が形成される。
また、通路切換弁９によって第２流出口側を閉じてラジエータ復路２５側を開き、ウォータポンプ１０を作動させることによって、ラジエータ７を通った冷却水がラジエータ復路２５とバイパス冷却水通路３２とを流れ、流入口２０からシリンダヘッド１に流入し、さらにシリンダヘッド１からシリンダブロック２を通り、第３流出口２４からラジエータ往路２４に流出してラジエータ７を通って流れる、つまり、ラジエータ７を通った冷却水が、シリンダヘッド１→シリンダブロック２→ラジエー７タの順に通って循環する第３冷却水通路４３が形成される。
【００３９】
従って、発明の第１の実施の形態によれば、エンジン始動前のプレヒート時またはエンジン始動後の暖気時には、冷却水通路３０を第１冷却水通路３２とし、蓄熱タンク３に貯留された高温の冷却水（例えば９０℃）を第１冷却水通路４１に循環させる。これにより、高温の冷却水が主にシリンダヘッド１を通って循環するため、シリンダヘッド１を効率的に加熱することが出来る。
また、プレヒート時において高温の冷却水の熱量がエンジン（主にシリンダヘッド）に吸収されることによって第１冷却水通路４１を循環する冷却水の温度が低下し、エンジン始動後の暖機時において、蓄熱タンク３に貯留されている冷却水が低温（例えば３０℃）になっている場合は、冷却水通路３０を第２冷却水通路４２に切換えることよって、第２冷却水通路４２を流れる比較的高温の冷却水が、蓄熱タンク３を通らずに、主にシリンダヘッド１を通って循環する。そのため、シリンダヘッド１を効率的に加熱することが出来る。
【００４０】
プレヒート時または／及び暖機時において冷却水の熱量がエンジン（主にシリンダヘッド）に吸収されることによって第１冷却水通路４１を循環する冷却水の温度が低下するため、暖機後には低温の冷却水が蓄熱タンク３に貯留されている。　そのため、暖機後に燃焼室の早期冷却が必要な場合には、冷却水通路３０を第１冷却水通路４１に切換えることによって、蓄熱タンク３に貯留された低温の冷却水を第１冷却水通路に循環させる。これにより、蓄熱タンク３に貯留されている低温の冷却水が主にシリンダヘッド１を通って循環するため、シリンダヘッド１を効率的に冷却することが出来る。
【００４１】
また、エンジン全体を冷却する場合には、冷却水通路３０を第３冷却水通路４３に切換えることによって、ラジエータ７を通って冷やされた低温の冷却水がシリンダヘッド１へ流入し、さらにシリンダヘッド１からシリンダブロック２を通って循環する。そのため、エンジン全体を冷却することが出来る。
【００４２】
蓄熱タンク３に蓄熱する場合には、エンジンから発せられる熱によって冷却水通路３０を流れる冷却水の温度が加熱され高温となっている時に、冷却水通路３０を第１冷却水通路４１に切換えることによって、高温の冷却水が蓄熱タンク３を通って循環するため、高温の冷却水が蓄熱タンク３へ貯留される。これによりシリンダブロック２を通さずにシリンダヘッド１から高温の冷却水を直接回収できるため、冷却水の熱損失が少なく、蓄熱タンク３の効率的な蓄熱が可能である。
【００４３】
さらに、第１冷却水通路４１と、第２冷却水通路４２と、第３冷却水通路４３とのうち、少なくとも２つの冷却水通路に同時に冷却水を循環させても良い。例えば、冷却水通路３０を流れる冷却水が高温となっている時に、通路開閉弁６を開くと共に、通路切換弁９によって第２流出口２２側を閉じてラジエータ復路２５側を開き、ウォータポンプ１０を作動させることによって、第１冷却水通路４１と第３冷却水通路４３とに同時に冷却水を循環させる。これにより、第３の冷却水通路４３によって、高温の冷却水をラジエータ７を通すことにより冷やしエンジンを冷却すると同時に、第１冷却水通路４１によってシリンダヘッド１から流出した高温の冷却水を蓄熱タンク３に貯留し蓄熱することが出来る。
【００４４】
また、通路切換弁９は、冷却水の温度に基づいて、シリンダヘッド１の第１流出口２２側を閉じるか、もしくは、ラジエータ復路２５側を閉じるかを切換える構成としても良い。すなわち、冷却水の温度が所定温度より低い時はラジエータ復路２５側を閉じることによって第２冷却水通路４２に冷却水を循環させ、冷却水の温度が所定温度より高い時は第２流出口２２を閉じることによって第３冷却水通路４３に冷却水を循環させる。このため、冷却水の温度が所定温度より高くなるほどエンジンが高温となった時は、冷却水は第３冷却水通路４３を循環することになり、ラジエータ７を通ることによって冷やされた冷却水によってエンジン全体が冷却される。
【００４５】
また、冷却水通路３０に差圧弁や３方弁を設置し、冷却水の流れを制御する構成としても良い。例えば、第２流出口２２に差圧弁を設置し、プレヒート時など第１冷却水通路４１に冷却水を循環させたい場合に、差圧弁により第２流出口２２を閉じることによってシリンダヘッド１からバイパス冷却水通路３２に冷却水が流出しないよう制御する。また、蓄熱タンク側冷却水通路３１とバイパス通路３２との接続部に３方弁を設置し、プレヒート時など第１冷却水通路４１に冷却水を循環させたい場合に、３方弁によってバイパス通路３２側を閉じることによって蓄熱タンク側冷却水通路３１からバイパス通路３２に冷却水が流れないよう制御する。
【００４６】
〔第２の実施の形態〕
図２は本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の冷却装置の構成を示している。
【００４７】
この第２に実施の形態に係る内燃機関の冷却装置においては、前述した第１の実施の形態に係る内燃機関の冷却装置におけるウォータポンプ１０を第１ウォータポンプ８とし、さらに第１ウォータポンプ８によって生じせしめられる冷却水の循環流と同方向の循環流を生じせしめる第２ウォータポンプ５を、蓄熱タンク側冷却水通路３１の蓄熱タンク３より上流に設けた構成となっている。これ以外の構成は第１の実施の形態の冷却装置と同じであるため、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
この第２ウォータポンプ５を第１ウォータポンプ８と同時に作動させることにより第１冷却水通路４１を流れる冷却水の流速が速くなる。そのため、シリンダヘッド１を流れる冷却水の流速が増し、プレヒート時及び暖機時においてはシリンダヘッド１の加熱効果が向上し、冷却時においてはシリンダヘッド１の冷却効果が向上する。また、蓄熱タンク３を流れる冷却水の流速も増すため蓄熱タンク３に冷却水を貯留するための時間が短くなり、蓄熱時において蓄熱時間を短縮することが出来る。
【００４９】
また、この第２の実施の形態において、第１ウォータポンプ８の駆動源と第２ウォータポンプ５の駆動源とが異なる構成としても良い。例えば第１ウォータポンプ８の駆動源を内燃機関のクランククシャフト（図示せず）とし、第２ウォータポンプ５の駆動源を電動モータ（図示せず）とするなどである。この場合、エンジン始動前のプレヒート時には第１ウォータポンプ８は停止しているため、第２ウォータポンプ５を作動させ、蓄熱タンク３に貯留された高温の冷却水（例えば９０℃）を第１冷却水通路４１に循環させることによってシリンダヘッドのプレヒートを行なう。また、プレヒート時において、エンジン（主にシリンダヘッド１）に冷却水の熱量が吸収され、エンジン始動後の暖機時に蓄熱タンク３に貯留された冷却水が低温となっている場合は、第２ウォータポンプ５を停止させ、第１ウォータポンプ８によって第２冷却水通路４２内の冷却水を循環させてシリンダヘッドの暖機を行なう。
【００５０】
尚、この第２の実施の形態において、蓄熱タンク側冷却水通路３１の蓄熱タンク３より上流に第２ウォータポンプ８を設けるとしたが、第２ウォータポンプ８は蓄熱タンク側冷却水通路４１の蓄熱タンク３より下流かつ蓄熱タンク側冷却水通路３１とバイパス冷却水通路３２との接続点より上流に設けても良い。
【００５１】
〔第３の実施の形態〕
図３は本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の冷却装置の構成を示している。
【００５２】
この第３の実施の形態に係る内燃機関の冷却装置においては、前述した第２の実施の形態に係る冷却装置に、さらに車室内暖房用ヒータコア４と、この車室内暖房用ヒータコア４が設置されたヒータ冷却水通路４４とが設けられた構成となっている。
【００５３】
シリンダヘッド１の第１流出口２１と、蓄熱タンク側冷却水通路４１の上流端との接続部に、ヒータ冷却水通路４４の上流端がさらに接続されており、この接続部には第２の実施の形態に係る冷却装置に設けられた通路開閉弁６の替わりに三方弁４５が設置されている。また、ヒータ冷却水通路４４の下流端は、第２ウォータポンプ５及び蓄熱タンク３より下流かつ第１ウォータポンプ８より上流で蓄熱タンク側冷却水通路３１と接続されている。
これ以外の構成は第２の実施の形態の冷却装置と同じであるため、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図４は、この第３の実施の形態に係る冷却装置におけるエンジン始動前のプレヒート時の冷却水の流れ図である。
第３の実施の形態において、プレヒート時には、通路切換弁９はラジエータ復路２５側を閉じ流出口２２側を開き、三方弁４５は第１流出口２１側と蓄熱タンク側冷却水通路３１側とを開くと共に、ヒータ冷却水通路４４側を閉じている。また、第２ウォータポンプ５を作動させ、第１ウォータポンプ８は停止させる。
【００５５】
これにより蓄熱タンク３に貯留された冷却水が主にシリンダヘッド１を通って循環する第１冷却水通路４１が形成され、蓄熱タンク３に貯留された高温の冷却水（例えば９０℃）が主にシリンダヘッド１を通って循環するため、シリンダヘッド１のプレヒートを効率的に行なうことが出来る。
【００５６】
また、このプレヒート時に第２ウォータポンプ５を作動させると共に第１ウォータポンプ８を作動させても良い。これにより、シリンダヘッド１を流れる冷却水の流速が増すため、シリンダヘッド１のプレヒートをさらに促進することが出来る。
【００５７】
尚、プレヒート時において第２ウォータポンプ５のみを作動させる場合、第２ウォータポンプ５が生じせしめる循環流の方向は図４の矢印と反対方向とすることも可能である。
【００５８】
図５は、この第３の実施の形態に係る冷却装置におけるエンジン始動後のヒータ暖機時の冷却水の流れ図である。
尚、プレヒート時においてエンジン（主にシリンダヘッド）に冷却水の熱量が吸収されるため、ヒータ暖機時にはプレヒート前より温度が下がった冷却水（例えば５０℃）が蓄熱タンク３に貯留されている。
【００５９】
第３の実施の形態において、ヒータ暖機時には、通路切換弁２２はラジエータ復路２５側を閉じ第１流出口２２側を開き、三方弁４５は蓄熱タンク側冷却水通路３１側とヒータ冷却水通路４４側とを開くと共に、第１流出口２１側を閉じている。また、第１ウォータポンプ８を作動させると共に、第２ウォータポンプ５を作動させる。
【００６０】
これにより蓄熱タンク３に貯留された比較的高温の冷却水（例えば５０℃）が、第１ウォータポンプ８によって生じせしめられる循環流により、蓄熱タンク側冷却水通路３１の一部を通り、ヒータ冷却水通路４４に流れて車室内暖房用ヒータコア４を通って循環するためヒータ暖機を行なうことができ、同時に、バイパス冷却水通路３２を流れる冷却水が主にシリンダヘッド１を通って循環する第２冷却水通路４２が形成され、バイパス冷却水通路３２を流れる比較的高温の冷却水が主にシリンダヘッド１を通って循環することになりシリンダヘッド１の暖機を行なうことが出来る。
【００６１】
図６は、この第３の実施の形態に係る冷却装置におけるヒータ暖機後の暖機時の冷却水の流れ図である。
尚、プレヒート時及びヒータ暖機時において、エンジン（主にシリンダヘッド）または／及び車室暖房用ヒータコア４に冷却水の熱量が吸収されるため、暖機時にはヒータ暖機前より温度が下がった低温の冷却水（例えば３０℃）が蓄熱タンク３に貯留されている。
【００６２】
第３の実施の形態において、暖機時には、通路切換弁２２はラジエータ復路２５側を閉じ第１流出口２２側を開き、三方弁４５は第１流出口２１側とヒータ冷却水通路４４側とを開くと共に、蓄熱タンク側冷却水通路３１側を閉じている。また、第１ウォータポンプ８を作動させると共に、第２ウォータポンプ５を停止させる。
【００６３】
これにより、バイパス冷却水通路３２とヒータ冷却水通路４４とを流れる比較的高温の冷却水が、第１ウォータポンプ８によって生じせしめられる循環流によって、第２冷却水通路４２を循環すると共に、シリンダヘッド１と蓄熱タンク側冷却水通路４１の一部とを介してヒータ冷却水通路４４を循環する。そのため、第２冷却水通路４２を循環する比較的高温の冷却水が主にシリンダヘッド１を流れることによってシリンダヘッド１の暖機が促進され、同時にヒータ冷却水通路４４を循環する比較的高温の冷却水によって室内暖房用ヒータ４のヒータ暖機が促進される。
この時蓄熱タンク４に貯留されている低温の冷却水は、３方弁４５によって蓄熱タンク側冷却水通路側は閉じられており、第２ウォータポンプ５は停止しているため、冷却水通路３０には殆ど流れない。
【００６４】
図７は、この第３の実施の形態に係る冷却装置における冷却時の冷却水の流れ図である。
第３の実施の形態において、冷却時には、通路切換弁２２はラジエータ復路２５側を開き第１流出口２２側を閉じ、三方弁４５は第１流出口２１側とヒータ冷却水通路４４側とを開くと共に、蓄熱タンク側冷却水通路３１側を閉じている。また、第１ウォータポンプ８を作動させると共に、第２ウォータポンプ５を停止させる。
【００６５】
これによりバイパス冷却水通路３２とヒータ冷却水通路４４とを流れるラジエータ７を流れて冷やされた冷却水が、第１ウォータポンプ８によって生じせしめられる循環流によって、第３冷却水通路４３を循環すると共に、シリンダヘッド１と蓄熱タンク側冷却水通路４１の一部とを介してヒータ冷却水通路４４を循環する。そのため、第３冷却水通路４２を循環する冷却水によってシリンダヘッド１とシリンダブロック２が冷却され、同時にヒータ冷却水通路４４を循環する冷却水によって室内暖房用ヒータ４が冷却される。
【００６６】
また、冷却時においては、さらに、三方弁４５によって蓄熱タンク側冷却水路側も開くと共に、第２ウォータポンプ８も作動させても良い（図８参照）。
これによりシリンダヘッド１を流れる冷却水の流速が増すためシリンダヘッド１の冷却の冷却効果が向上する。
【００６７】
また、冷却時において第２ウォータポンプ５を作動させる場合は、第２ウォータポンプの流量は冷却水の温度に基づいて可変させる構成としても良い。
【００６８】
図９は、この第３の実施の形態に係る冷却装置における蓄熱時の冷却水の流れ図である。
蓄熱時には、冷却水はエンジンから発せられる熱によって加熱され高温（例えば９０℃）となっている。
【００６９】
第３の実施の形態において、蓄熱時には、通路切換弁２２はラジエータ復路２５側を開き第１流出口２２側を閉じ、三方弁４５は第１流出口２１側と蓄熱タンク側冷却水通路３１側とを開くと共に、ヒータ冷却水通路４４側を閉じている。また、第１ウォータポンプ８を作動させると共に、第２ウォータポンプ５を作動させる。
【００７０】
これにより高温の冷却水は第１冷却水通路４１を循環し、蓄熱タンク３に貯留される。そのため、シリンダブロック２を介さずシリンダヘッド１から直接高温の冷却水を蓄熱タンク３に回収でき、冷却水の熱損失が少ない状態で蓄熱出来る。　また、同時に、高温の冷却水は第３冷却水通路を循環し、ラジエータ７を通ることによって冷やされ、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とを通ってエンジン全体を冷却する。
【００７１】
また、図９においては、第１冷却水通路４１を流れる冷却水の流速を増して、蓄熱タンク３冷却水が貯留される時間を短くすることにより蓄熱時間を短縮するため、第１ウォータポンプ８を作動させると共に、第２ウォータポンプ５を作動させるとしたが、第２ウォータポンプ５は停止させ、第１ウォータポンプ８のみによって冷却水の循環流を生じせしめ蓄熱を行なうことも可能である。
【００７２】
この第３の実施の形態においては、図１０に示すように、ヒータ冷却水通路４４の上流端を、第２ウォータポンプ５より下流かつ蓄熱タンク３より上流で蓄熱タンク側冷却水通路３１と接続させ、３方弁９を第１流出口２１には設置せず、ヒータ冷却水通路４４の上流端と蓄熱タンク側冷却水通路３１との接続部に設置した構成としても良い。
【００７３】
この構成において、３方弁９によって蓄熱タンク側冷却水通路３１の蓄熱タンク３側を閉じ、冷却水が蓄熱タンク側冷却水通路３１の一部を通り第２ウォータポンプ５を介してヒータ冷却水通路４４に流れるように制御する。これにより、第１ウォータポンプ８が停止している時でも、第２ウォータポンプ５を作動させることによってヒータ冷却水通路４４に冷却水を循環させることが出来る。。
【００７４】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の冷却装置によれば、内燃機関のプレヒート時または暖機時に高温の冷却水を主にシリンダヘッドを通して循環させることにより効率的な内燃機関のプレヒートまたは暖機を行なうことが可能となり、内燃機関の燃費性能や排気エミッションの向上をさせることが出来る。また、内燃機関の冷却時に低温の冷却水を主にシリンダヘッドを通して循環させることにより効率的な内燃機関の冷却を行なうことが可能となり、ノッキング等のエンジンの作動不具合を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の冷却装置における第１の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の内燃機関の冷却装置における第２の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図５】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図６】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図７】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図８】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図９】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図１０】本発明の内燃機関の冷却装置における第３の実施の形態における冷却水の流れを示す図である。
【図１１】従来の内燃機関の冷却装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・シリンダヘッド
２・・・シリンダブロック
３・・・蓄熱タンク
４・・・車室内暖房用ヒータコア
５・・・第２ウォータポンプ
６・・・通路切換弁
７・・・ラジエータ
８・・・第１ウォータポンプ
９・・・通路切換弁
１０・・ウォータポンプ
１１・・シリンダヘッド
１２・・シリンダブロック
１３・・蓄熱タンク
１４・・車室内暖房用ヒータコア
１５・・電動ウォータポンプ
１６・・通路切換弁
１７・・ラジエータ
１８・・メカウォータポンプ
２０・・流入口
２１・・第１流出口
２２・・第２流出口
２４・・ラジエータ往路
２５・・ラジエータ復路
２６・・第３流出口
３０・・冷却水通路
３１・・蓄熱タンク側冷却水通路
３２・・バイパス冷却水通路
４１・・第１冷却水通路
４２・・第２冷却水通路
４３・・第３冷却水通路
４４・・ヒータ冷却水通路
４５・・３方弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine, and more particularly to a cooling device for an internal combustion engine having a heat storage tank.
[0002]
[Prior art]
In a vehicular internal combustion engine, early warm-up or early cooling of the internal combustion engine is very important for improving fuel efficiency and exhaust emission.
[0003]
As a conventional cooling device for an internal combustion engine, as shown in FIG. 11, a cooling device for an internal combustion engine having a heat storage tank 13 in a cooling water passage through which cooling water circulates is known.
[0004]
A passage switching valve 16, an electric water pump 15, and a mechanical water pump 18 are provided in a cooling water passage of the cooling device for the internal combustion engine.
[0005]
The passage switching valve 16 switches between flowing the cooling water to a cooling water passage passing through the radiator 17 or flowing to a cooling water passage not passing through the radiator 17 based on the temperature of the cooling water.
[0006]
The electric water pump 15 and the mechanical water pump 18 generate a circulating flow of cooling water in a cooling water passage, but the circulating flow of the cooling water generated by the electric water pump 15 and the cooling generated by the mechanical water pump 18. The directions of the water circulations are opposite to each other.
The electric water pump 15 and the mechanical water pump 18 have different driving sources, and the mechanical water pump 18 operates when the engine is started.
[0007]
The heat storage tank 13 stores heat by storing cooling water heated by heat generated from the engine during operation of the engine before the engine stops.
[0008]
Before the engine is started, the electric water pump 15 is operated to circulate the high-temperature cooling water stored in the heat storage tank 13 through the cylinder head 11 and the cylinder block 12 in order, thereby warming the entire engine and starting the engine. Warm up (hereinafter, referred to as preheating) is performed.
After the engine is started, the electric water pump 15 is stopped and the mechanical water pump 18 is operated to circulate high-temperature cooling water through the cylinder block 12 and the cylinder head 11 in this order, thereby warming the entire engine and warming up. Perform
When the engine is cooled, the cooling water passage is switched by the passage switching valve 16 so that the cooling water passes through the radiator 17. Cooling water cooled by passing through the radiator 17 is circulated by the mechanical water pump 18 in the order of the cylinder block 12 and the cylinder head 11 to cool the entire engine.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The cause of deterioration of the fuel efficiency and exhaust emissions of the engine is the poor combustion state of the fuel in the combustion chamber.Therefore, it is necessary to mainly warm the cylinder head that forms the combustion chamber during preheating or warm-up. is important. Further, in order to prevent engine operation failures caused by excessively high temperatures in the combustion chamber such as knocking, it is important to mainly cool the cylinder head.
[0010]
However, in a conventional cooling device for an internal combustion engine, at the time of preheating or warming-up, the high-temperature cooling water stored in the heat storage tank flows through both the cylinder head and the cylinder block. As a result, the cylinder head could not be preheated or warmed up efficiently.
Also, during cooling, the cooling water cooled by passing through the radiator flows through both the cylinder head and the cylinder block to cool the entire engine, so the cylinder head can be cooled efficiently. Did not.
[0011]
Also, since the direction of the circulating flow of the cooling water generated by the mechanical pump and the direction of the circulating flow of the cooling water generated by the electric pump are opposite to each other, the flow rate of the cooling water is increased by simultaneously operating both to increase the engine speed. Warming or cooling could not be performed efficiently.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in order to improve the fuel economy performance and exhaust emission of an internal combustion engine, and to prevent engine malfunctions such as knocking, cooling water is mainly used. It is a technical object to efficiently perform preheating, warming-up, or cooling of an internal combustion engine by circulating through a cylinder head.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following configuration.
[0014]
That is, a cooling device for an internal combustion engine according to the present invention includes a water pump that generates a circulating flow of cooling water in a cooling water passage of an internal combustion engine having a cylinder head and a cylinder block.
A heat storage tank that stores heat by storing cooling water heated by the internal combustion engine,
The cooling water passage
A first cooling water passage in which the heat storage tank is arranged, and the water pump circulates cooling water mainly through the cylinder head through the heat storage tank;
A second cooling water passage that is arranged in parallel with the first cooling water passage, and that is circulated mainly through the cylinder head by the water pump without passing through the heat storage tank;
A radiator is provided, and a third cooling water passage through which cooling water passing through the radiator is circulated by the water pump in the order of cylinder head → cylinder block → radiator;
The first cooling water passage, the second cooling water passage, and the third cooling water passage are connected upstream of the water pump,
The apparatus is provided with a passage switching means for switching between the first cooling water passage, the second cooling water passage, and the third cooling water passage.
[0015]
According to this configuration, at the time of preheating before starting the engine or during warm-up after starting the engine, the cooling water passage is switched to the first cooling water passage by the passage switching means, and the high-temperature cooling water stored in the heat storage tank (for example, 90 ° C.) ) Circulates mainly through the cylinder head. Therefore, the cylinder head can be efficiently heated.
Also, the amount of heat of the cooling water is absorbed by the engine (mainly the cylinder head) at the time of preheating, and the temperature of the cooling water drops. When the engine is warmed up, the cooling water stored in the heat storage tank has a low temperature (for example, 30 ° C.). In this case, the cooling water passage is switched to the second cooling water passage by the passage switching means, and the relatively high-temperature cooling water flowing through the second cooling water passage mainly passes through the cylinder head without passing through the heat storage tank. Circulate. Therefore, the cylinder head can be efficiently heated.
In addition, since the heat of the cooling water is absorbed by the engine (mainly the cylinder head) during preheating and warm-up, low-temperature cooling water is stored in the heat storage tank after warming up, and after the warming up, the combustion chamber is quickly cooled. Is required, the cooling water passage is switched to the first cooling water passage by the passage switching means, and the low-temperature cooling water stored in the heat storage tank circulates mainly through the cylinder head. Therefore, the cylinder head can be efficiently cooled.
[0016]
Here, it is assumed that the cooling water is circulated “mainly” through the cylinder head because the cooling water passage of the cylinder head and the cooling water passage of other parts (cylinder block, etc.) are not completely separated unless physically separated. This is because the cooling water may flow into a cooling water passage other than the cylinder head due to the flow force of the water or the flow path resistance.
[0017]
When the entire engine is cooled, the cooling water passage is switched to the third cooling water passage by the passage switching means, and the low-temperature cooling water cooled by passing through the radiator flows into the cylinder head. From the cylinder block. Therefore, the entire engine can be cooled.
In the case of storing heat in the heat storage tank, when the cooling water is heated by the heat generated from the engine and has a high temperature, the cooling water passage is switched to the first cooling water passage by the passage switching means, and the high-temperature cooling water is cooled. Is stored in the heat storage tank. Therefore, high-temperature cooling water can be directly recovered from the cylinder head without passing through the cylinder block, so that heat loss is small and heat can be efficiently stored.
[0018]
In the cooling device for an internal combustion engine of the present invention, the passage switching means may be configured such that at least two of the first cooling water passage, the second cooling water passage, and the third cooling water passage are simultaneously connected to at least two cooling water passages. The cooling water passage may be switched so that the cooling water circulates.
[0019]
According to this configuration, for example, by simultaneously circulating the cooling water through the first cooling water passage and the third cooling water passage, the engine is cooled by the cooling water flowing through the third cooling water passage, and at the same time, the first cooling water passage is cooled. It is possible to store heat in the heat storage tank by cooling water flowing through the heat storage tank.
[0020]
In the cooling device for an internal combustion engine of the present invention, the cylinder head has an inlet through which cooling water flows from the cooling water passage into the cylinder head,
The heat storage tank is installed and the downstream end is connected to the upstream end of the cooling water passage connected to the inflow port through the water pump, and the cooling water passing through the cylinder head flows out to the cooling water passage. One outlet,
The heat storage tank is disposed in parallel with the cooling water passage where the heat storage tank is installed, bypasses the heat storage tank, and a downstream end is connected to an upstream end of the cooling water passage connected to the inflow port via the water pump. A second outlet through which the cooling water that has passed through the cylinder head flows out to the cooling water passage.
The cylinder block has a downstream end connected to an upstream end of a cooling water passage connected to an upstream end of the radiator, and the cooling water flowing into the cylinder head from the inflow port and flowing through the cylinder block from the cylinder head through the cylinder block. A third outlet for flowing to the radiator;
The first outflow channel and the second outflow channel are provided at a position on the cylinder head opposite to a position at which the inflow port is provided,
Further, a downstream end of the cooling water passage whose upstream end is connected to a downstream end of the radiator is connected to the second outlet,
The cooling water passage switching means,
A first passage switching valve that is provided at the first outlet and controls outflow of cooling water from the first outlet;
An upstream end is provided at a connection between a downstream end of a cooling water passage connected to a downstream end of the radiator and the second outlet, and the heat storage tank is disposed in parallel with a cooling water passage in which the heat storage tank is installed. The cooling water flowing out of the second outlet, or the cooling water flowing out of the radiator, into the cooling water passage whose downstream end is connected to the inlet through the water pump and the water pump is bypassed. A second passage switching valve for switching between
Composed of
By opening the first passage switching valve, the cooling water flowing out of the first outlet flows through the heat storage tank, flows into the cylinder head from the inlet through the water pump, and circulates, whereby the first cooling is performed. A water passage is formed,
The cooling water passage on the radiator side is closed by the second passage switching valve, and the second outlet side is opened, so that the cooling water flowing out from the second outlet does not pass through the heat storage tank and passes through the water pump. The second cooling water passage is formed by flowing into the cylinder head from the inflow port and circulating,
The second outlet switching valve closes the second outlet port, opens the radiator side cooling water passage, and allows the cooling water flowing out of the radiator to pass through the water pump through the water pump without passing through the heat storage tank. The third cooling water passage is formed by flowing into the cylinder head, further flowing from the cylinder head through the cylinder block to the radiator through the third outlet, and circulating.
[0021]
Here, the second passage switching valve switches the cooling water passage based on the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage,
When the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature, the cooling water passage on the radiator side may be closed, and when the temperature of the cooling water is higher than the predetermined temperature, the second outlet side may be closed.
[0022]
According to this configuration, when the temperature of the engine becomes high and the cooling water flowing through the cooling water passage is heated by the engine and becomes higher than a predetermined temperature, the cooling water circulates through the third cooling water passage, and the radiator The engine is cooled by the cooling water chilled through.
[0023]
In the cooling device for an internal combustion engine according to the present invention, the water pump is a first water pump, and a second water pump that generates a circulating flow in the same direction as the circulating flow generated by the first water pump in the cooling water flowing through the cooling water passage. May be arranged in the first cooling water passage.
[0024]
According to this configuration, by operating the first water pump and the second water pump at the same time, the flow rate of the cooling water passing through the cylinder head is increased, so that the heating effect of the cylinder head is improved at the time of preheating and warming up. However, at the time of cooling, the cooling effect of the cylinder head is improved. Further, since the flow rate of the cooling water passing through the heat storage tank is also increased, the time for storing the cooling water in the heat storage tank is shortened, and the heat storage time during the heat storage can be shortened.
[0025]
Further, the drive source of the first water pump may be different from the drive source of the second water pump. Specifically, the drive source of the first water pump is a crankshaft of the internal combustion engine, and the drive source of the second water pump is an electric motor.
[0026]
According to this configuration, the operation of the first water pump and the operation of the second water pump can be separately controlled. For example, before the engine is started, the operation of the second water pump can be controlled to store the heat in the heat storage tank. The high-temperature cooling water thus circulated can be circulated through the first cooling water passage to preheat the cylinder head.
[0027]
The cooling device for an internal combustion engine according to the present invention further includes a heater core for heating the interior of the vehicle, and a heater cooling water passage in which the heater core for heating the interior of the vehicle is provided, wherein the heater cooling water passage is the first cooling water passage. And one end of the heater cooling water passage is connected to the first cooling water passage upstream of the second water pump and the heat storage tank, and the other end is connected to the second cooling water passage. A heater cooling water passage switch connected to the first cooling water passage downstream of the two water pump and the heat storage tank and upstream of the first water pump, and for controlling whether to flow cooling water through the heater cooling water passage. It is good also as composition provided with a means.
[0028]
According to this configuration, after the preheating, when the cooling water stored in the heat storage tank is relatively high temperature (for example, 50 ° C.), the second water pump is operated and stored in the heat storage tank by the heater cooling water passage switching unit. The cooling water is controlled to flow through a part of the first cooling water passage toward the heater cooling water passage, and the cooling water stored in the heat storage tank is circulated through the vehicle interior heating heater core to warm up the vehicle interior heating core. (Hereinafter, referred to as heater warm-up). Further, at the same time, the first water pump is operated to circulate the cooling water flowing through the second cooling water passage, thereby warming up the cylinder head.
[0029]
The components described above can be combined with each other without departing from the gist of the present invention.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0031]
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a configuration of a cooling device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
[0032]
An inlet 20 into which cooling water flows from the cooling water passage 30 into the cylinder head 1, two outlets through which cooling water flowing through the cylinder head 1 flows into the cooling water passage 30, a first outlet 21 and a second outlet 21. An outlet 22 is provided. The cylinder block 2 is provided with a third outlet 26 through which the cooling water flows into the cylinder head 1 from the inflow port 20 and further flows out of the cylinder head 1 through the cylinder block 2 to the radiator outward path 24.
[0033]
The cooling water passage 30 includes a cooling water passage (hereinafter, referred to as a heat storage tank-side cooling water passage) 31 provided in the heat storage tank 3 and cooling water that is arranged in parallel with the heat storage tank-side cooling water passage 31 and does not pass through the heat storage tank 3. A passage (hereinafter, referred to as a bypass cooling water passage) 32 is provided.
[0034]
The first outlet 21 is connected to the upstream end of the heat storage tank side cooling water passage 31, and the downstream end of the heat storage tank side cooling water passage 31 is connected to the inlet 20 of the cylinder head 1. Further, a water pump 10 for generating a circulating flow of cooling water is provided downstream of the heat storage tank 3 in the heat storage tank side cooling water passage 31.
[0035]
The heat storage tank 3 stores heat by storing the cooling water flowing through the heat storage tank-side cooling water passage 31 when the cooling water is heated by the heat generated by the engine to a high temperature.
[0036]
The second outlet 22 is connected to the upstream end of the bypass cooling water passage 32, and the downstream end of the bypass cooling water passage 32 is downstream of the heat storage tank 3 and upstream of the water pump 10, and is connected to the heat storage tank side cooling water passage. 31. Furthermore, a downstream end of a radiator return path 25 whose upstream end is connected to the radiator 7 is connected to a connection connection between the second outlet 22 and the upstream end of the bypass cooling water passage 32.
The third outlet 26 is connected to the upstream end of the radiator outward path 24 whose downstream end is connected to the radiator 7.
[0037]
At a connection between the first outlet 21 and the cooling water passage 31 on the heat storage tank side, a passage opening / closing valve 6 for controlling the flow of cooling water from the cylinder head 1 to the cooling water passage 31 on the heat storage tank side is provided.
A passage switching valve 9 is provided at a connection portion between the second outlet 22, the bypass cooling water passage 32, and the radiator return path 25, and the radiator return path 25 side is closed by the passage switching valve 9, and the cylinder head 1 is closed. It is switched between flowing the cooling water passing through to the bypass passage 32 or closing the second outlet 22 side and flowing the cooling water flowing out of the radiator 7 and passing through the radiator return path 25 to the bypass passage 32.
[0038]
In the first embodiment, by opening the passage opening / closing valve 6 and operating the water pump 10, the cooling water stored in the heat storage tank 3 flows through the heat storage tank side cooling water passage 31, The cooling water flows into the head 1 and flows out from the first outlet 21 to the heat storage tank side cooling water passage 31 mainly through the cylinder head 1, that is, the cooling water stored in the heat storage tank 3 mainly flows through the cylinder head 1. A first cooling water passage 41 that circulates is formed.
Further, by closing the radiator return path 25 side by the passage switching valve 9 and opening the second outlet 22 side and operating the water pump 10, cooling water flows through the bypass cooling water passage 32, and the cylinder head 1 Into the bypass cooling water passage 32 mainly from the second outlet through the cylinder head 1, that is, the second cooling water circulates mainly through the cylinder head 1 without passing through the heat storage tank 3. A cooling water passage 42 is formed.
In addition, by closing the second outlet side by the passage switching valve 9 and opening the radiator return path 25 side and operating the water pump 10, the cooling water passing through the radiator 7 causes the radiator return path 25 and the bypass cooling water passage 32 to communicate with each other. The fluid flows into the cylinder head 1 from the inflow port 20, further flows from the cylinder head 1 through the cylinder block 2, flows out of the third outflow port 24 to the radiator outward path 24, flows through the radiator 7, that is, passes through the radiator 7. A third cooling water passage 43 is formed in which the cooling water circulates in the order of the cylinder head 1, the cylinder block 2, and the radiator 7.
[0039]
Therefore, according to the first embodiment of the present invention, at the time of preheating before the start of the engine or during warm-up after the start of the engine, the cooling water passage 30 is used as the first cooling water passage 32 and the high-temperature hot water stored in the heat storage tank 3 is stored. Cooling water (for example, 90 ° C.) is circulated through the first cooling water passage 41. Thereby, the high-temperature cooling water mainly circulates through the cylinder head 1, so that the cylinder head 1 can be efficiently heated.
In addition, the temperature of the cooling water circulating in the first cooling water passage 41 decreases due to the heat amount of the high-temperature cooling water being absorbed by the engine (mainly the cylinder head) at the time of preheating. When the cooling water stored in the heat storage tank 3 is at a low temperature (for example, 30 ° C.), the cooling water passage 30 is switched to the second cooling water passage 42 to compare the cooling water flowing through the second cooling water passage 42. Cooling water of extremely high temperature circulates mainly through the cylinder head 1 without passing through the heat storage tank 3. Therefore, the cylinder head 1 can be efficiently heated.
[0040]
At the time of preheating and / or warming-up, the amount of heat of the cooling water is absorbed by the engine (mainly the cylinder head), so that the temperature of the cooling water circulating in the first cooling water passage 41 decreases. Of cooling water is stored in the heat storage tank 3. Therefore, when early cooling of the combustion chamber is necessary after warm-up, the cooling water passage 30 is switched to the first cooling water passage 41 so that the low-temperature cooling water stored in the heat storage tank 3 is transferred to the first cooling water passage. Circulate. Thereby, the low-temperature cooling water stored in the heat storage tank 3 mainly circulates through the cylinder head 1, so that the cylinder head 1 can be efficiently cooled.
[0041]
Further, when cooling the entire engine, by switching the cooling water passage 30 to the third cooling water passage 43, the low-temperature cooling water cooled through the radiator 7 flows into the cylinder head 1, and further the cylinder head 1 is cooled. 1 circulates through the cylinder block 2. Therefore, the entire engine can be cooled.
[0042]
When storing heat in the heat storage tank 3, the cooling water passage 30 is switched to the first cooling water passage 41 when the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage 30 is increased by the heat generated from the engine. As a result, the high-temperature cooling water circulates through the heat storage tank 3, so that the high-temperature cooling water is stored in the heat storage tank 3. Accordingly, high-temperature cooling water can be directly collected from the cylinder head 1 without passing through the cylinder block 2, so that heat loss of the cooling water is small and the heat storage tank 3 can efficiently store heat.
[0043]
Further, the cooling water may be simultaneously circulated through at least two of the first cooling water passage 41, the second cooling water passage 42, and the third cooling water passage 43. For example, when the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage 30 is high, the passage opening / closing valve 6 is opened, and the passage switching valve 9 closes the second outflow port 22 side and opens the radiator return path 25 side to open the water pump 10. , The cooling water is simultaneously circulated through the first cooling water passage 41 and the third cooling water passage 43. Thus, the engine is cooled by passing the high-temperature cooling water through the radiator 7 through the third cooling water passage 43 to cool the engine. At the same time, the high-temperature cooling water flowing out of the cylinder head 1 through the first cooling water passage 41 is stored in the heat storage tank. 3 and can store heat.
[0044]
The passage switching valve 9 may be configured to switch between closing the first outflow port 22 side of the cylinder head 1 or closing the radiator return path 25 side based on the temperature of the cooling water. That is, when the temperature of the cooling water is lower than the predetermined temperature, the cooling water is circulated through the second cooling water passage 42 by closing the radiator return path 25 side, and when the temperature of the cooling water is higher than the predetermined temperature, Is closed, the cooling water is circulated through the third cooling water passage 43. For this reason, when the temperature of the engine becomes higher as the temperature of the cooling water becomes higher than the predetermined temperature, the cooling water circulates in the third cooling water passage 43, and is cooled by the cooling water passing through the radiator 7. The entire engine is cooled.
[0045]
Further, a configuration is also possible in which a differential pressure valve or a three-way valve is installed in the cooling water passage 30 to control the flow of the cooling water. For example, when a differential pressure valve is installed at the second outlet 22 and cooling water is to be circulated through the first cooling water passage 41 such as during preheating, the second outlet 22 is closed by the differential pressure valve to bypass the cylinder head 1. Control is performed so that the cooling water does not flow out to the cooling water passage 32. When a three-way valve is installed at the connection between the heat storage tank-side cooling water passage 31 and the bypass passage 32, and when it is desired to circulate the cooling water through the first cooling water passage 41, such as during preheating, the three-way valve is used. By closing the side 32, the cooling water is controlled not to flow from the heat storage tank side cooling water passage 31 to the bypass passage 32.
[0046]
[Second embodiment]
FIG. 2 shows a configuration of a cooling device for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
[0047]
In the cooling device for an internal combustion engine according to the second embodiment, the water pump 10 in the cooling device for the internal combustion engine according to the first embodiment is a first water pump 8, and the first water pump 8 A second water pump 5 for generating a circulating flow in the same direction as the circulating flow of the cooling water generated by the cooling water is provided upstream of the heat storage tank 3 in the heat storage tank-side cooling water passage 31. The other configuration is the same as that of the cooling device according to the first embodiment.
[0048]
By operating the second water pump 5 at the same time as the first water pump 8, the flow rate of the cooling water flowing through the first cooling water passage 41 is increased. Therefore, the flow rate of the cooling water flowing through the cylinder head 1 is increased, and the heating effect of the cylinder head 1 is improved during preheating and warm-up, and the cooling effect of the cylinder head 1 is improved during cooling. In addition, since the flow rate of the cooling water flowing through the heat storage tank 3 is also increased, the time for storing the cooling water in the heat storage tank 3 is shortened, and the heat storage time during the heat storage can be shortened.
[0049]
In the second embodiment, the drive source of the first water pump 8 and the drive source of the second water pump 5 may be different. For example, the drive source of the first water pump 8 is a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine, and the drive source of the second water pump 5 is an electric motor (not shown). In this case, since the first water pump 8 is stopped at the time of preheating before starting the engine, the second water pump 5 is operated, and the high-temperature cooling water (for example, 90 ° C.) stored in the heat storage tank 3 is subjected to the first cooling. The cylinder head is preheated by circulating in the water passage 41. In addition, when the heat of the cooling water is absorbed by the engine (mainly the cylinder head 1) at the time of preheating and the cooling water stored in the heat storage tank 3 is at a low temperature when the engine is warmed up after starting, the second The water pump 5 is stopped, and the first water pump 8 circulates the cooling water in the second cooling water passage 42 to warm up the cylinder head.
[0050]
In the second embodiment, the second water pump 8 is provided upstream of the heat storage tank 3 in the heat storage tank-side cooling water passage 31. However, the second water pump 8 is connected to the heat storage tank-side cooling water passage 41. It may be provided downstream of the heat storage tank 3 and upstream of the connection point between the heat storage tank side cooling water passage 31 and the bypass cooling water passage 32.
[0051]
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows a configuration of a cooling device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention.
[0052]
In the cooling device for an internal combustion engine according to the third embodiment, a heater core 4 for heating the vehicle interior and the heater core 4 for heating the vehicle interior are further installed in the cooling device according to the second embodiment described above. The heater cooling water passage 44 is provided.
[0053]
An upstream end of a heater cooling water passage 44 is further connected to a connection portion between the first outlet 21 of the cylinder head 1 and an upstream end of the heat storage tank side cooling water passage 41, and a second connection portion is provided at this connection portion. A three-way valve 45 is provided instead of the passage opening / closing valve 6 provided in the cooling device according to the embodiment. The downstream end of the heater cooling water passage 44 is connected to the heat storage tank-side cooling water passage 31 downstream of the second water pump 5 and the heat storage tank 3 and upstream of the first water pump 8.
The other configuration is the same as that of the cooling device of the second embodiment, and therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0054]
FIG. 4 is a flow chart of the cooling water at the time of preheating before starting the engine in the cooling device according to the third embodiment.
In the third embodiment, at the time of preheating, the passage switching valve 9 closes the radiator return path 25 side and opens the outlet 22 side, and the three-way valve 45 connects the first outlet 21 side and the heat storage tank side cooling water passage 31 side. While being opened, the heater cooling water passage 44 side is closed. Further, the second water pump 5 is operated, and the first water pump 8 is stopped.
[0055]
Thereby, a first cooling water passage 41 through which the cooling water stored in the heat storage tank 3 mainly circulates through the cylinder head 1 is formed, and the high-temperature cooling water (for example, 90 ° C.) stored in the heat storage tank 3 is mainly used. Therefore, the cylinder head 1 can be preheated efficiently because it circulates through the cylinder head 1.
[0056]
Further, the second water pump 5 may be operated at the same time as the preheating, and the first water pump 8 may be operated. Thereby, the flow velocity of the cooling water flowing through the cylinder head 1 increases, so that the preheating of the cylinder head 1 can be further promoted.
[0057]
When only the second water pump 5 is operated during preheating, the direction of the circulating flow generated by the second water pump 5 may be opposite to the direction of the arrow in FIG.
[0058]
FIG. 5 is a flow chart of the cooling water when the heater is warmed up after the engine is started in the cooling device according to the third embodiment.
Since the heat of the cooling water is absorbed by the engine (mainly the cylinder head) during the preheating, the cooling water (for example, 50 ° C.) whose temperature is lower than that before the preheating is stored in the heat storage tank 3 when the heater is warmed up. .
[0059]
In the third embodiment, when the heater is warmed up, the passage switching valve 22 closes the radiator return path 25 side and opens the first outlet 22 side, and the three-way valve 45 includes the heat storage tank side cooling water passage 31 and the heater cooling water passage. 44 side and the first outlet 21 side is closed. In addition, the first water pump 8 is operated and the second water pump 5 is operated.
[0060]
As a result, the relatively high-temperature cooling water (for example, 50 ° C.) stored in the heat storage tank 3 passes through a part of the heat storage tank-side cooling water passage 31 by the circulating flow generated by the first water pump 8 to cool the heater. Heating can be performed because the water flows into the water passage 44 and circulates through the heater core 4 for heating the vehicle interior, and at the same time, the cooling water flowing through the bypass cooling water passage 32 mainly circulates through the cylinder head 1. The two cooling water passages 42 are formed, and relatively high-temperature cooling water flowing through the bypass cooling water passage 32 mainly circulates through the cylinder head 1, so that the cylinder head 1 can be warmed up.
[0061]
FIG. 6 is a flow chart of the cooling water at the time of warm-up after the warm-up of the heater in the cooling device according to the third embodiment.
At the time of preheating and at the time of warming up the heater, the amount of heat of the cooling water is absorbed by the engine (mainly the cylinder head) and / or the heater core 4 for heating the vehicle interior. Low-temperature cooling water (for example, 30 ° C.) is stored in the heat storage tank 3.
[0062]
In the third embodiment, when warming up, the passage switching valve 22 closes the radiator return path 25 side and opens the first outlet 22 side, and the three-way valve 45 connects the first outlet 21 side and the heater cooling water passage 44 side. And the heat storage tank side cooling water passage 31 side is closed. Further, the first water pump 8 is operated and the second water pump 5 is stopped.
[0063]
Thereby, the relatively high-temperature cooling water flowing through the bypass cooling water passage 32 and the heater cooling water passage 44 circulates in the second cooling water passage 42 by the circulating flow generated by the first water pump 8, The heater cooling water passage 44 circulates through the head 1 and a part of the heat storage tank side cooling water passage 41. Therefore, the relatively high-temperature cooling water circulating in the second cooling water passage 42 mainly flows through the cylinder head 1 to promote warming up of the cylinder head 1, and at the same time, the relatively high-temperature cooling water circulating in the heater cooling water passage 44. The warming-up of the indoor heating heater 4 is promoted by the cooling water.
At this time, the low-temperature cooling water stored in the heat storage tank 4 is closed by the three-way valve 45 on the side of the heat storage tank-side cooling water passage, and the second water pump 5 is stopped. Hardly flows to
[0064]
FIG. 7 is a flow chart of the cooling water at the time of cooling in the cooling device according to the third embodiment.
In the third embodiment, at the time of cooling, the passage switching valve 22 opens the radiator return path 25 side and closes the first outlet 22 side, and the three-way valve 45 connects the first outlet 21 side and the heater cooling water passage 44 side. While opening, the heat storage tank side cooling water passage 31 side is closed. Further, the first water pump 8 is operated and the second water pump 5 is stopped.
[0065]
Thus, the cooling water cooled by flowing through the radiator 7 flowing through the bypass cooling water passage 32 and the heater cooling water passage 44 circulates in the third cooling water passage 43 by the circulating flow generated by the first water pump 8. At the same time, the heater cooling water passage 44 is circulated through the cylinder head 1 and a part of the heat storage tank side cooling water passage 41. Therefore, the cylinder head 1 and the cylinder block 2 are cooled by the cooling water circulating in the third cooling water passage 42, and at the same time, the indoor heating heater 4 is cooled by the cooling water circulating in the heater cooling water passage 44.
[0066]
Further, at the time of cooling, the heat storage tank side cooling water channel side may be opened by the three-way valve 45, and the second water pump 8 may be operated (see FIG. 8).
Accordingly, the flow rate of the cooling water flowing through the cylinder head 1 is increased, so that the cooling effect of cooling the cylinder head 1 is improved.
[0067]
When the second water pump 5 is operated during cooling, the flow rate of the second water pump may be changed based on the temperature of the cooling water.
[0068]
FIG. 9 is a flow chart of the cooling water at the time of storing heat in the cooling device according to the third embodiment.
At the time of heat storage, the cooling water is heated by heat generated from the engine and has a high temperature (for example, 90 ° C.).
[0069]
In the third embodiment, during heat storage, the passage switching valve 22 opens the radiator return path 25 side and closes the first outlet 22 side, and the three-way valve 45 connects the first outlet 21 side and the heat storage tank side cooling water passage 31 side. And the heater cooling water passage 44 side is closed. In addition, the first water pump 8 is operated and the second water pump 5 is operated.
[0070]
Thereby, the high-temperature cooling water circulates in the first cooling water passage 41 and is stored in the heat storage tank 3. Therefore, high-temperature cooling water can be directly collected from the cylinder head 1 into the heat storage tank 3 without passing through the cylinder block 2, and heat can be stored with little heat loss of the cooling water. At the same time, the high-temperature cooling water circulates in the third cooling water passage, is cooled by passing through the radiator 7, and cools the entire engine through the cylinder head 1 and the cylinder block 2.
[0071]
In FIG. 9, the first water pump 8 is used to shorten the heat storage time by increasing the flow rate of the cooling water flowing through the first cooling water passage 41 to shorten the time for storing the cooling water in the heat storage tank 3. And the second water pump 5 is operated. However, it is also possible to stop the second water pump 5 and generate a circulating flow of cooling water only by the first water pump 8 to perform heat storage.
[0072]
In the third embodiment, as shown in FIG. 10, the upstream end of the heater cooling water passage 44 is connected to the heat storage tank side cooling water passage 31 downstream of the second water pump 5 and upstream of the heat storage tank 3. Alternatively, the three-way valve 9 may not be provided at the first outlet 21, but may be provided at a connection between the upstream end of the heater cooling water passage 44 and the heat storage tank-side cooling water passage 31.
[0073]
In this configuration, the heat storage tank side of the heat storage tank side cooling water passage 31 is closed by the three-way valve 9, and the cooling water passes through a part of the heat storage tank side cooling water passage 31 and passes through the second water pump 5 through the heater cooling water. The flow is controlled to flow through the passage 44. Thus, even when the first water pump 8 is stopped, the cooling water can be circulated through the heater cooling water passage 44 by operating the second water pump 5. .
[0074]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the cooling device of an internal combustion engine according to the present invention, it is possible to efficiently preheat or warm up the internal combustion engine by circulating high-temperature cooling water mainly through the cylinder head at the time of preheating or warming up the internal combustion engine. As a result, it is possible to improve the fuel efficiency performance and exhaust emission of the internal combustion engine. In addition, by circulating low-temperature cooling water mainly through the cylinder head when cooling the internal combustion engine, it is possible to efficiently cool the internal combustion engine, and it is possible to prevent engine malfunctions such as knocking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a first embodiment of a cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a second embodiment of a cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a flow of cooling water in a third embodiment of the cooling device for an internal combustion engine of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional cooling device for an internal combustion engine.
[Explanation of symbols]
1 ... Cylinder head
2 ... Cylinder block
3 ... heat storage tank
4 ・・・ Heater core for vehicle interior heating
5 Second water pump
6 ... passage switching valve
7 ... radiator
8 1st water pump
9 ... passage switching valve
10. Water pump
11. Cylinder head
12. Cylinder block
13. Heat storage tank
14. Heater core for vehicle interior heating
15. Electric water pump
16. Passage switching valve
17. Radiator
18. Mecha water pump
20 ・・ Inlet
21. 1st outlet
22 .. Second outlet
24. Radiator outbound
25 ・・ Return to radiator
26..3rd outlet
30 ・・ Cooling water passage
31 ·· The heat storage tank side cooling water passage
32 .. Bypass cooling water passage
41 ··· First cooling water passage
42 .. Second cooling water passage
43 .. Third cooling water passage
44. ・ Heater cooling water passage
45 ... 3 way valve

Claims

A water pump for generating a circulating flow of cooling water in a cooling water passage of an internal combustion engine having a cylinder head and a cylinder block;
A heat storage tank that stores heat by storing cooling water heated by the internal combustion engine,
The cooling water passage
The heat storage tank is disposed, and the water pump is arranged in parallel with the first cooling water passage through which the cooling water circulates mainly through the cylinder head through the heat storage tank and the first cooling water passage. A second cooling water passage through which the water pump circulates cooling water mainly through the cylinder head without passing through the heat storage tank;
A radiator is provided, and a third cooling water passage through which cooling water passing through the radiator is circulated by the water pump in the order of cylinder head → cylinder block → radiator;
The first cooling water passage, the second cooling water passage, and the third cooling water passage are connected upstream of the water pump,
A cooling device for an internal combustion engine, comprising: passage switching means for switching between the first cooling water passage, the second cooling water passage, and the third cooling water passage.

The passage switching means includes a first coolant passage, a second coolant passage, and a third coolant passage, wherein the coolant passage circulates through at least two coolant passages simultaneously. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the switching is performed.

The cylinder head has an inflow port through which cooling water flows from the cooling water passage into the cylinder head,
The heat storage tank is installed and the downstream end is connected to the upstream end of the cooling water passage connected to the inflow port through the water pump, and the cooling water passing through the cylinder head flows out to the cooling water passage. One outlet,
The heat storage tank is disposed in parallel with the cooling water passage where the heat storage tank is installed, bypasses the heat storage tank, and a downstream end is connected to an upstream end of the cooling water passage connected to the inflow port via the water pump. A second outlet through which the cooling water that has passed through the cylinder head flows out to the cooling water passage.
The cylinder block has a downstream end connected to an upstream end of a cooling water passage connected to an upstream end of the radiator, and the cooling water flowing into the cylinder head from the inflow port and flowing through the cylinder block from the cylinder head through the cylinder block. A third outlet for flowing to the radiator;
The first outflow channel and the second outflow channel are provided at a position on the cylinder head opposite to a position at which the inflow port is provided,
Further, a downstream end of the cooling water passage whose upstream end is connected to a downstream end of the radiator is connected to the second outlet,
The cooling water passage switching means,
A first passage switching valve that is provided at the first outlet and controls outflow of cooling water from the first outlet;
An upstream end is provided at a connection between a downstream end of a cooling water passage connected to a downstream end of the radiator and the second outlet, and the heat storage tank is disposed in parallel with a cooling water passage in which the heat storage tank is installed. The cooling water flowing out of the second outlet, or the cooling water flowing out of the radiator, into the cooling water passage whose downstream end is connected to the inlet through the water pump and the water pump is bypassed. A second passage switching valve for switching between
Composed of
By opening the first passage switching valve, the cooling water flowing out of the first outlet flows through the heat storage tank, flows into the cylinder head from the inlet through the water pump, and circulates, whereby the first cooling is performed. A water passage is formed,
The cooling water passage on the radiator side is closed by the second passage switching valve, and the second outlet side is opened, so that the cooling water flowing out from the second outlet does not pass through the heat storage tank and passes through the water pump. The second cooling water passage is formed by flowing into the cylinder head from the inflow port and circulating,
The second outlet switching valve closes the second outlet port, opens the radiator side cooling water passage, and allows the cooling water flowing out of the radiator to pass through the water pump through the water pump without passing through the heat storage tank. The third cooling water passage is formed by flowing into a cylinder head, further flowing from the cylinder head through a cylinder block, flowing out of the third outlet to a radiator, and circulating. A cooling device for an internal combustion engine according to claim 1.

The second passage switching valve switches the cooling water passage based on the temperature of the cooling water flowing through the cooling water passage,
The internal combustion engine according to claim 3, wherein when the temperature of the cooling water is lower than a predetermined temperature, the cooling water passage on the radiator side is closed, and when the temperature of the cooling water is higher than the predetermined temperature, the second outlet side is closed. Engine cooling system.

The water pump is a first water pump, and a second water pump for generating a circulating flow in the same direction as the circulating flow generated by the first water pump in the cooling water flowing through the cooling water passage is disposed in the first cooling water passage. The cooling device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein:

6. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein a drive source of the first water pump is different from a drive source of the second water pump.

The vehicle further includes a heater core for heating the interior of the vehicle, and a heater cooling water passage in which the heater core for heating the interior of the vehicle is provided. And one end of the heater cooling water passage is connected to the first cooling water passage upstream of the second water pump and the heat storage tank, and the other end is downstream of the second water pump and the heat storage tank. The apparatus further comprises a heater cooling water passage switching means connected to the first cooling water passage upstream of the first water pump and controlling whether or not cooling water flows through the heater cooling water passage. The cooling device for an internal combustion engine according to claim 6.