JP2006528297A - 自動車用内燃機関 - Google Patents

Abstract

本発明は、冷却液流入口（４）及び流出口（１０）を持つシリンダヘッド（７）、冷却液流入口（５）とシリンダヘッドと共通の流出口（１０）及び／又はそれ自体に設けられた流出口を持つクランクケース（８）、吸い込み側が冷却液流出口に接続されそして吐出側がシリンダヘッドの流入口（４）及び／またはクランクケースの流入口（５）に冷却液の温度に応じて振分ける第一制御ユニット(３)に接続された主冷却液ポンプ（１）、を有する自動車用の内燃機関に関する。前記内燃機関の運転方法も開示されている。内燃機関は、接続および切断が可能であるように供される主冷却液ポンプ（１）を持つ。運転方式は内燃機関の運転モードに従いシリンダヘッド（７）および／またはクランクケース（８）内の冷却液の完全な遮断または循環を規定する。前記発明は車両、特に自動車用に使用できる。

Description

本発明は、請求項１の前段の特徴を有する自動車用内燃機関に、及び請求項１３の前段に記載の特徴を有する方法に関する。

特許文献１はクランクケース用の冷却液流入部とシリンダヘッド用の冷却液流入部とを有する内燃機関を開示する。ポンプは冷却液を温度制御式弁に送る。その設計により、弁は冷却液をシリンダヘッド及び／又はクランクケースに送り込む。その結果、シリンダヘッドを通り、及びクランクケースを通る連続した流れは、動作温度に達した後になって初めてもたらされる。動作温度に達するまで循環されないクランクケース内の冷却液は、急速に昇温でき、その結果、低温始動後に起こる摩擦損失はすぐに減少する。シリンダヘッドを経由して流れる多量の冷却液は、シリンダヘッド内で起こる燃焼によって発生された熱のため高速で昇温するので、内燃機関は、提案された冷却液の供給の結果として短時間で動作温度に達する。

独国特許出願公開第２８ ４１ ５５５ Ａ１号明細書

上述に関し、本発明の目的は、燃費及び排ガス放出物を削減するために低温始動後の内燃機関の暖気時間をさらに短縮することである。

この目的は、請求項１の特徴を有する自動車用内燃機関、及び請求項１３の特徴を有する方法によって達成される。

本発明による内燃機関は、オン及びオフに切り換えられる主冷却液ポンプを特徴とする。暖気時の燃焼室の高速加熱を確実に行うために、冷却液は、内燃機関内で循環されない、すなわちクランクケース内及びシリンダヘッド内の冷却液は静止している。主冷却液ポンプのポンプホイールは駆動されない。エンジンオイルは急速加熱され、その結果、その粘度が低下し、ピストン摩擦が減少する。

本発明の１つの改良において、主冷却液ポンプは、機械的に駆動され、クラッチによってオフに切り換えられる。クランクシャフトに動作可能に接続され、それを介して駆動される主冷却液ポンプが提供される。その駆動は、ベルト駆動又は、例えば、歯車のような確動係止要素を介して提供される。内燃機関の暖気時の冷却液の流れを防止するために、主冷却液ポンプはオフに切り換えられる。オフへの切換は、磁気クラッチ、粘性クラッチ、又は摩擦又は確動係止係合を中断するクラッチとして供されることができるクラッチによって実施される。

本発明の他の改良において、主冷却液ポンプは電気的に駆動され、その回転速度を制御装置によって制御できる。内燃機関の冷却需要に応じて、主冷却液ポンプは完全にオフに切り換えられるか又はその回転速度が制御され、及び／又は主冷却液ポンプは経時的にオン及びオフに切り換えられる。

本発明の他の改良において、第１の制御ユニットは、冷却液の温度、冷却液圧力、燃焼室温度、排ガス温度、排ガス値、部品温度、油温、乗員室温度、又は外気温度のようなパラメータの少なくとも１つによって切り換わる。内燃機関の動作状況に応じて、第１の制御ユニットは、シリンダヘッド及び／又はクランクケース内に冷却液を送る。第１の制御ユニットは、加熱又は加熱されない温度調整弁、電気作動式バタフライ弁、ソレノイド弁として、又は電気作動式回転スライドとして供されることができる。電気作動式弁は制御ユニットによって作動される。制御ユニットは、センサによって検出される上述の温度値、排ガス値及び圧力値を処理し、排ガス値や燃費値に関し第１の制御ユニットが切り換えられるときを計算する。クランクケース及び／又はシリンダヘッド内を通過する流れの圧力依存制御もまた圧力弁で実施できる。圧力弁は単独で又は前述の弁との組み合わせで使用されても良い。

本発明の他の改良において、燃焼室の温度を検出する温度センサは、シリンダヘッド内の吸気弁と排気弁との間に配置される。燃焼室温度は内燃機関の排ガス値に決定的な影響を与える。燃焼温度に応じて、第１の制御ユニットはシリンダヘッド及び／又はクランクケース内に冷却液を送る。温度センサは吸気弁と排気弁との間のウェブ内に配置される。

本発明の他の改良において、内燃機関の冷却液環流ラインに接続される第２の制御ユニットは、温度に応じて、空気／液体冷却器を経由する主冷却回路内、又は空気／液体冷却器を迂回することによるバイパス回路内の主冷却液ポンプの吸い込みダクトに冷却液を戻し、さらに内燃機関の冷却液環流ラインから分岐される部分流が、第２の制御ユニットを迂回することによって主冷却液ポンプに環流する暖房回路ラインが提供され、そのラインに追加の電気式冷却液ポンプが配置される。

冷却液の必要な流れに応じて、追加の電気式冷却液ポンプが主冷却液ポンプに加えて、又は、オフに切り換えられた状態の主冷却液ポンプの代わりとして使用される。追加の冷却液ポンプの回転速度は制御される、及び／又は前記追加の冷却液ポンプは経時的にオン及びオフに切り換えられるので、必要に応じて冷却液の流れを設定できる。

本発明の他の改良において、差圧弁が第２の制御ユニットと主冷却液ポンプとの間に配置される。差圧弁は、一定圧力差から開き始め、主冷却液ポンプへの通路を全開する。この圧力より下、例えば低エンジン速度においては、冷却液は、バイパス回路を通過して環流しない、すなわち、冷却液はなるべく暖房回路を経由して冷却液ポンプに環流する。冷却液の循環が低温度においてすべて追加の冷却液ポンプだけを経由して行われることになった場合、差圧弁は、冷却液が第２の制御ユニットに逆流し、迂回するのを防ぎ、シリンダヘッド及び／又はクランクケースを通って追加の冷却液ポンプの吸い込みダクトへ冷却液を環流させる。差圧弁はゆえに、暖房回路用の優先回路と逆流防止装置との２つの機能を有する。暖房回路用の優先回路機能が省かれることになった場合、当然、単純な逆止弁をその場所に配備することも可能である。

本発明の他の改良において、排ガス再循環、乗員室暖房及び／又はエンジンオイル用の熱交換器が暖房回路ライン内に配置される。一方、再循環された排ガスは排ガス再循環用の熱交換器を通過して流れ、他方、冷却液もその熱交換器を通過して流れ、その結果、排ガスは、それが燃焼室に流入する前に冷却される。再循環された排ガスの冷却は内燃機関の放出物内の窒素酸化物の割合を低減する。乗員室暖房用の熱交換器は、それを通過する冷却液流と空気流との両者を有し、前記空気が熱交換器内で温められ、ゆえに乗員室を暖房する。暖房容量は、熱交換器を通過する冷却液の流れ又は空気流を制御することによって調整される。エンジンオイルと冷却液との両者がその中を流れる熱交換器は、エンジンオイルを冷却するためにも提供される。

本発明の他の改良においては、乗員室用の熱交換器は暖房回路ライン内に配置され、排ガス再循環及びエンジンオイル用の熱交換器は、主冷却液ポンプの下流及びシリンダヘッドの流入ポートの上流で分岐し、内燃機関から出て来る環流ラインに通じる冷却液配管内に配置される。この配置において、排ガス再循環及びエンジンオイル用の熱交換器には、空気／液体冷却器を通過する流れがあるときは、エンジンへ戻るために冷却された冷却液が供給される。

本発明の他の改良においては、乗員室用及びエンジンオイル用の熱交換器は、暖房回路ライン内に配置され、排ガス再循環用の熱交換器は、冷却液ポンプの下流及びシリンダヘッドの流入ポートの上流で分岐し、内燃機関から出て来る環流ラインに通じる冷却液配管内に配置される。エンジンオイル熱交換器の上流への乗員室暖房用の熱交換器の配置は、最初に乗員室に熱が供給され、熱がエンジンオイルにあまり伝達されないので、有利である。排ガス再循環用の熱交換器には、空気／液体冷却器を通過する流れがあるとき、エンジンへ戻るために冷却された冷却液が供給される。

本発明の他の改良においては、乗員室の熱交換器は暖房回路ライン内に配置され、排気ガス再循環用の熱交換器は冷却液ポンプの下流及びシリンダヘッドの流入ポートの上流で分岐し、内燃機関から出て来る環流ラインに通じる冷却液配管内に配置され、エンジンオイル用の熱交換器は第１の制御ユニットの下流及びクランクケースの流入ポートの上流で分岐し、内燃機関から出て来る環流ラインに通じる冷却液配管内に配置される。第１の制御ユニットによって、クランクケースと、空気／液体冷却器を通過する流れがあるとき冷却されたエンジンへ戻る冷却液を排ガス再循環冷却器に供給するエンジンオイル熱交換器とを通る冷却液の流れは、上述の配置によってオフに切り換えることができる。

本発明の他の改良においては、その流入口が空気／液体冷却器の環流ラインに、及び暖房回路の環流ラインに接続され、さらにその流出口が主冷却液ポンプの吸い込み側に接続される、ギヤオイル冷却器が提供される。ギヤオイルは、ギヤオイル冷却器を通過して流れ、空気／液体冷却器の冷却液環流及び／又は暖房回路からの環流によって冷却又は加熱される。内燃機関が冷えているとき、冷却液は空気／液体冷却器を貫流しない。その結果、暖房回路からの温かい冷却液だけがギヤオイル冷却器を貫流し、前記冷却液はギヤオイルの加熱に寄与する。内燃機関が動作温度に達すると、暖房回路からの環流に加えて、ギヤオイルを冷却する冷却液も空気／液体冷却器からギヤオイル熱交換器に流入する。冷却液は、空気／液体冷却器の低温側で又は低温範囲から抽出されることになる。

− 本発明による方法は、内燃機関がいかなる冷却も必要としない場合、主冷却液ポンプ（１）がオフに切り換えられて冷却液をシリンダヘッド（７）及び／又はクランクケース（８）内で循環され、冷却が必要な場合、主冷却液ポンプ（１）がオンに切り換えられることを特徴とする。冷却液の循環がオフに切り換えられると、内燃機関は急速に温まる。内燃機関がさらに温まると、主冷却液ポンプ及び／又は追加の冷却液ポンプが冷却液を循環させ、第１の制御ユニットはシリンダヘッドだけに冷却液を送るので、クランクケース内のオイルは昇温し続けることができ、摩擦損失が低減される。動作油温に達すると、冷却液は第１の制御ユニットによってシリンダヘッドとクランクケースとの両者に送られる。

本発明の１つの改良において、冷却液の流れを増すための追加の電気式冷却液ポンプがその為に使用される。機械的に駆動される主冷却液ポンプは、低エンジン温度においてほんの少しの冷却液しか必要としない。低外気温度において、低流量の冷却液のため、乗員室を暖房するためにほんの少しの熱しか乗員室用の熱交換器を介して取り出されないことは不都合である。この場合、追加の電気式冷却液ポンプが需要にしたがってオンに切り換えられて冷却液の流量を増加させる。

本発明の他の改良において、その方法では、主冷却液ポンプはオフに切り換えられ、冷却液は追加の電気式冷却液ポンプによって循環させられる。内燃機関がいかなる冷却も又はほとんど冷却を必要としない、１つの運転状況において、主冷却液ポンプはオフに切り換えられる。オンに切り換えられている追加の電気式冷却液ポンプは、乗員室の暖房を維持するために乗員室用の熱交換器を通過する冷却液を循環させる機能を実行する。

追加の電気式冷却液ポンプの回転速度は、乗員室の暖房需要又は内燃機関の冷却需要に必要な冷却液の流れを利用できるように制御される。

他の特徴やこれらの特徴の組み合わせは説明や図面から明らかとなる。本発明の特定の例示的な実施形態は、簡単に図面で示され、以下の記述でより詳細に説明される。

図１〜４の同一部分は同じ参照符号で示す。

図１の概略図は、冷却回路を備えている内燃機関６を示す。冷却回路内の冷却液の流れの方向は様々な点においてそれぞれ矢印で示される。冷却回路内を循環する冷却液は、主冷却液ポンプ１から下記の部品類を通って流れる。

内燃機関６のクランクシャフト（図示せず）に動作可能に接続される主冷却液ポンプ１は、冷却回路内で冷却液を循環させる。示された実施形態において、主冷却液ポンプ１は機械的に結合を切断できる。主冷却液ポンプ１の駆動は、Ｖ−ベルト、歯付きベルトなどのベルトによって又は歯車によって行われる。

クラッチ２を作動させることによって、主冷却液ポンプと駆動部の結合を切断できる。クラッチ２は、電気的に作動でき、例えば、電磁クラッチによってオン又はオフに切換ができる。

さらに別の実施形態（図示せず）において、主冷却液ポンプ１は電気ポンプとして実現される。回転速度は、ゼロから最大回転速度まで調整できる、すなわちこの実施形態においては主冷却液ポンプ１をオフに切り換える機械的なクラッチ２が不要である。さらに、電気式主冷却液ポンプ１はエンジン速度に関係なく作動できる。ポンプは、それに必要な量の冷却液を精密に供給できるように作動できる。

冷却液は、主冷却液ポンプ１から第１の制御ユニット３まで流れる。第１の制御ユニット３は、内燃機関の２つの流入ポートに接続される。第１の流入ポート４は冷却液をシリンダヘッド７に送り、第２の流入ポート５はそれをクランクケース８に送る。動作状況に応じて、第１の制御ユニット３は冷却液をシリンダヘッド７又はクランクケース８に送る。第１の制御ユニット３は電気作動式弁として供される。

内燃機関６は、ガス／空気混合気を燃焼させることによって機械的に利用できるエネルギーと高い割合の過剰な熱エネルギーとの両者を発生させる。内燃機関６が過熱するのを防止するために、内燃機関６を貫流する冷却液は、過剰な熱を吸収し、それを空気／液体冷却器２１を経由させて周囲環境に放熱する。示された実施形態において、冷却液は、シリンダヘッドガスケット９を介してクランクケース８とシリンダヘッドと７の間で交換される。第１の制御ユニット３がクランクケース８用の流入口だけを開通させる場合、冷却液はクランクケース８に、次にシリンダヘッドガスケット９を経由してシリンダヘッド７に流入し、さらに内燃機関６からシリンダヘッド７の流出口１０を経由して流出する。第１の制御ユニット３がシリンダヘッド７への流入口だけを開通させる場合、冷却液はシリンダヘッド７を通って流出口１０に流れる。第１の制御ユニット３がシリンダヘッド７とクランクケース８との流入口を開通させる場合、冷却液の一部がクランクケース８とシリンダヘッド７と経由して流出口１０に流れ、他の部分はシリンダヘッド７を通って流出口１０に流れる。

さらに別の実施形態（図示せず）において、内燃機関６は、クランクケース８及びシリンダヘッド７内に完全に独立した冷却回路を有し、冷却液はシリンダヘッドガスケット９を介して交換されない。クランクケース８及びシリンダヘッド７は、そのためそれぞれが冷却液用の流出口を有する。２つの流出口から流出する冷却液は、さらに延びていく共通の配管に集まる。

内燃機関から出て来る冷却液の流れは、部分的に暖房回路１２に、及び部分的に冷却回路１１に流入する。

暖房回路１２は次のセクションで説明される。図１において、排ガス再循環冷却器１３は、内燃機関の下流の、暖房回路内に配置される。排ガス再循環冷却器１３はディーゼルエンジンに適用される。燃焼手段に再び送られる排ガスを冷却することによって、燃焼温度、したがって、排ガスのＮＯ_ｘ含有物が低減される。高温度で貫流する排ガスは、熱エネルギーを排ガス再循環冷却器１３内の冷却液に伝達する。

さらに、乗員室を暖房する働きをする熱交換器は、暖房回路内の下流に配置される。乗員室を暖房する要求があると、乗員室用熱交換器１４は、冷却液から熱エネルギーを抽出し、それを乗員室に送る。

潤滑油は内燃機関６の廃熱をいくらか吸収する。比較的強力な内燃機関では、油受けによる冷却は、最大許容潤滑油温度以下を維持するのにもはや十分でないので、エンジンオイル冷却器１５と称される、エンジンオイル／冷却液熱交換器が使用され、それは潤滑油から熱を抽出し、それを冷却液に送る。エンジンオイル冷却器１５は、図１の乗員室用熱交換器１４の下流に配置される。

追加の冷却液ポンプ１６は、流れの方向においてエンジンオイル冷却器１５の下流に配置される。それは電気的に駆動され、動作状況に応じてオンに切り換えられる。追加の冷却液ポンプ１６の使用は、制御できない機械的エンジン速度依存主冷却液ポンプ１との組み合わせで提供されることが好ましい。冷却液の循環は、追加の冷却液ポンプ１６によって内燃機関６の冷却液の需要にしたがって制御できる。

内燃機関６から出て来る冷却液の一部は、以下で説明されるバイパス回路１８に、又は主冷却回路２０に流入する。冷却液は内燃機関６の流出口１０から第２の制御ユニット１７に流れる。第２の制御ユニット１７は、冷却液温度に応じて、空気／液体冷却器２１を経由又は空気／液体冷却器２１を迂回することによってバイパス回路１８を経由して主冷却回路２０内の主冷却液ポンプ１の吸い込み側に冷却液を帰還させる。第２の制御ユニット１７は、指定冷却液温度になると、バイパス回路１８から主冷却回路２０に切り換える膨張可能な要素を有しても良い。あるいは、第２の制御ユニット１７は、電気作動式混合弁として供されることができる。

バイパス回路１８において、第２の制御ユニット１７と主冷却液ポンプ１の吸い込み側との間に差圧弁１９が配置される。第２の制御ユニット１７の下流の圧力が低冷却液温度において低い場合、差圧弁１９はその流れを遮断する。一定の最小圧力差になると、差圧弁１９は開き、流れの方向における流れを開通させる。差圧弁は図１で示される流れの方向と逆の方向の流れを遮断する。

コントロール装置２３は、圧力、温度、排ガスなどに関するセンサ（図示せず）によって検出された値を処理し、それらから第１の制御ユニット３の、それらが電気的に作動できる場合に第２の制御ユニット１７の、主冷却液ポンプ１のクラッチ２の最適動作条件及び切り換え位置、及び追加の冷却液ポンプ１６の回転速度を決定し、相応してそれらを作動させる。コントロール装置２３は、エンジンを制御することに関与する制御ユニットに一体化されることが好ましい。

過給機関においては、さらなる実施形態（図示せず）において冷却回路内に空気／冷却液過給気冷却器が配置される。過給温度降下として達成される密度の増加は、シリンダ給気のためより高いパワーをもたらす。さらに、低温度は機関の熱負荷を低減するので、排ガス内のＮＯ_ｘ含有物低下をもたらす。過給機内で圧縮される吸気は、熱エネルギーを過給機冷却器内の冷却液に出力する。

図１に示された配置では、内燃機関６を通過する冷却液の流れは、エミッションが低減されるように運転温度に従って変わる。内燃機関６が冷えているとき、冷却する必要がなく、主冷却液ポンプ１はクラッチ２によってオフに切り換えられる。外気温度が低いときに快適に乗員室を暖房できるように、追加の電気式冷却液ポンプ１６は、必要な場合に冷却液をシリンダヘッド７及び暖房回路１２を通して送る。差圧弁１９は冷却液が示された流れの方向に逆行してバイパス回路１８を経由して流れ、シリンダヘッド７を通らずに昇温しないことを防止する。主冷却液ポンプ１をオフに切り換えると、内燃機関の補機類による動力損失を低減し、その結果、燃費及び排ガス放出物が低減される。そこには冷却液の循環がないので、エンジンオイルもより速やかに温まり、冷えたエンジンオイルに起因する高摩擦損失が生じる期間が短縮される。このことは、低温始動後の燃料及びエミッションの低減にさらに寄与する。

内燃機関６がさらに加熱し、高燃焼室温度のためシリンダヘッド７を冷却することが必要となると、主冷却液ポンプ１がオンに切り換えられる。内燃機関６の吸気弁と排気弁との間の図示されない温度センサは、燃焼室温度を測定し、それを、主冷却液ポンプのオンへの切り換えを指示するコントロール装置２３に送る。同時に、第１の制御ユニット３は、シリンダヘッドにだけ冷却液を送るので、エンジンオイルはクランクケース８内で昇温し続けることができる。あるいは、この状況において、追加の冷却液ポンプ１６が冷却液を循環させる機能を実行することもでき、主冷却液ポンプ１はオフに切り換えられた状態を維持する。しかしながら、この場合、追加の冷却液ポンプ１６には相応してより大きな能力が与えられなければならない。差圧弁１９も冷却液が示された流れの方向に逆行してバイパス回路１８を経由しシリンダヘッド７をバイパスするのを防止する。

内燃機関６のさらなる加熱のためクランクケース８を冷却させる必要がある場合、第１の制御ユニット３はクランクケース８にも冷却液を送る。クランクケース８を通る冷却液の流れは、冷却液ポンプによって供給されるゼロと最大容積流との間で変更できる。その結果、シリンダヘッド７とクランクケース８とにおける温度差を設定できる。シリンダヘッド７と燃焼室内の温度とは、低エミッション値を達成できるので、できるだけ低いことが好ましい。クランクケース８内の温度は、低摩擦損失となるように摂氏約８０℃の動作温度が必要である。

冷却液の加熱がさらに増すと、第２の制御ユニット１７は、冷却液が主冷却回路２０内を流れ、空気／液体冷却器２１を経由して冷却され、さらに過熱しないように、開かれる。

図２は、排ガス再循環冷却器１３の、及び図１に関し変更されるエンジンオイル冷却器１５の配置を備えた冷却液回路を示す。この実施形態において、排ガス再循環冷却器１３及びエンジンオイル冷却器１５には、内燃機関６によってまだ加熱されていないより冷たい冷却水が供給される。乗員室を暖房する必要がない場合、この配置において、暖房回路１２は、他の冷却器の冷却液の流れが悪影響を受けることなく遮断できる。

図３において、排ガス再循環冷却器１３は主冷却液ポンプ１のすぐ下流に配置され、エンジンオイル冷却器１５は乗員室用熱交換器１４の下流の暖房回路１２内に配置される。空気／液体冷却器を通る流れがあるとき、排ガス再循環冷却器１３には、内燃機関６によってまだ加熱されていない冷たい冷却水が供給され、その結果、ＮＯ_ｘ値を最適に低減できる。乗員室用熱交換器の下流の暖房回路１２内へのエンジンオイル冷却器１５の配置は、必要に応じて冷却液が最初に乗員室に熱を供給し、次にエンジンオイルを加熱するために熱を使用するので、より優れた暖房快適性に繋がる。

図４は、ギヤオイル冷却器２２の配置と、クランクケース８と並列のエンジンオイル熱交換器１５の配置とを示す。内燃機関６に加えて、自動車に使用されるギヤボックス（図示せず）は熱損失を発生させる。ギヤオイルの過熱を回避するために、ギヤオイルはギヤオイル冷却器２２によって冷却される。内燃機関６の冷却液とギヤオイルの両方共、前記ギヤオイル冷却器２２を貫流する。ギヤオイル冷却器２２において、ギヤオイルは熱を冷却液に伝達する。ギヤオイル冷却器２２の流入部は、空気／液体冷却器２１の環流ライン、及び暖房回路１２の環流ラインに接続され、ギヤオイル冷却器２２の冷却液流出口部は主冷却液ポンプ１の吸い込み側に接続される。空気／液体冷却器２１は低温度域を持つタイプでも実施できる。その場合、空気／液体冷却器２１は、一方が低温度域から、さらにもう一方が常温域からの２つの流出口を有する。ギヤオイル冷却器２２は、空気／液体冷却器２１の低温度域からの流出口に有利に接続され、その結果、ギヤオイルの冷却が改良される。常温域からの流出口は、主冷却液ポンプ１の吸い込み側に接続される。内燃機関６が冷えているとき、第２の制御ユニット１７が冷却液の流れをバイパス回路１８内でのみ可能にする状況において、暖房回路からギヤオイル冷却器２２に流入する冷却液がギヤオイルを加熱し、空気／液体冷却器２１からの流入が第２の制御ユニット１７によって防がれる。ギヤオイルを加熱すると、ギヤボックス内での摩擦損失を減少させる。動作温度に達し、第２の制御ユニット１７が空気／液体冷却器２１を通る冷却液の流れを開通させると直ちに、ギヤオイルは暖房回路１２及び空気／液体冷却器２１からの混合した冷却液で冷却される。ギヤオイル冷却器の配置は、基本的に図１〜図３の暖房回路で形成することもできる。ギヤボックスは、機械式又は自動式であっても良い。図４において、エンジンオイル冷却器はクランクケースと並列に接続される。第１の制御ユニットの位置のためクランクケースを通る流れがない場合、エンジンオイルからギヤオイルに熱を伝えることはできない、すなわち、エンジンオイルは、基本的にギヤオイルによる影響を受けることなく昇温する。

本発明による内燃機関の冷却液回路の第１の実施形態を示す。 本発明による内燃機関の冷却液回路の第２の実施形態を示す。 本発明による内燃機関の冷却液回路の第３の実施形態を示す。 本発明による内燃機関の冷却液回路の第４の実施形態を示す。

Claims (15)

1. − 冷却液流入ポート（４）及び冷却液流出ポート（１０）を備えたシリンダヘッド（７）と、
   − 冷却液流入ポート（５）、及び前記シリンダヘッド（７）と共通である冷却液流出ポート（１０）及び／又はクランクケース（８）に割り当てられる流出ポートを備えた前記クランクケース（８）と、
   − 前記冷却液の温度に応じて前記シリンダヘッドの前記流入ポート（４）及び／又は前記クランクケースの流入ポート（５）に冷却液を送る第１の制御ユニット（３）と、
   − 吸い込み側が前記冷却液流出ポート（１０）に接続され、圧力側が前記第１の制御ユニット（３）に接続される主冷却液ポンプ（１）と、を有する自動車用の内燃機関（６）であって、
   − 前記主冷却液ポンプ（１）がオン及びオフに切り換えられることを特徴とする自動車用内燃機関。
2. 前記主冷却液ポンプ（１）が機械的に駆動され、クラッチ（２）によってオフに切り換えられることを特徴とする請求項１に記載の自動車用内燃機関。
3. 前記主冷却液ポンプ（１）が電気的に駆動され、その回転速度が前記冷却液の温度に応じてコントロール装置によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の自動車用内燃機関。
4. 前記第１の制御ユニット（３）は、冷却液温度、冷却液圧力、燃焼室温度、排ガス温度、排ガス値、構成部品温度、油温、乗員室温度又は外気温を示すパラメータのうちの少なくとも１つに応じて切り換えることを特徴とする請求項１に記載の自動車用内燃機関。
5. 燃焼室の温度を検出する温度センサが、前記シリンダヘッド（７）内の吸気弁と排気弁との間に配置されることを特徴とする請求項４に記載の自動車用内燃機関。
6. 前記内燃機関（６）の冷却液環流ラインに接続される第２の制御ユニット（１７）が、温度に応じて、空気／液体冷却器（２１）を経由する主冷却回路（２０）を通って、又は前記空気／液体冷却器（２１）を迂回するバイパス回路（１８）を通り、前記主冷却液ポンプ（１）の吸い込みダクトに前記冷却液を帰還させ、さらに前記内燃機関（６）の冷却液環流ラインから分岐される部分流が、前記第２の制御ユニット（１７）を迂回することによって前記主冷却液ポンプ（１）を環流させる暖房回路ライン（１２）が提供され、追加の電気式冷却液ポンプ（１６）が前記暖房回路ライン（１２）内に設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車用内燃機関。
7. 前記第２の制御ユニット（１７）と前記主冷却液ポンプ（１）との間に差圧弁（１９）が設けられることを特徴とする請求項６に記載の自動車用内燃機関。
8. 排ガス再循環（１３）、乗員用暖房（１４）及び／又はエンジンオイル（１５）用の熱交換器が前記暖房回路ライン（１２）内に設けられることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の自動車用内燃機関。
9. 前記乗員室用熱交換器（１４）は、前記暖房回路ライン（１２）内に設けられ、前記排ガス再循環（１３）及び前記エンジンオイル（１５）用熱交換器は、前記主冷却液ポンプ（１）の下流かつ上記シリンダヘッド（４）の流入ポートの上流で分岐し、前記内燃機関（６）から出て来る環流ラインに合流する冷却液配管内に設けられることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の自動車用内燃機関。
10. 前記乗員室（１４）用及び前記エンジンオイル（１５）用の熱交換器は前記暖房回路ライン（１２）内に設けられ、前記排ガス再循環（１３）用の熱交換器は、前記主冷却液ポンプ（１）の下流かつ前記シリンダヘッドの流入ポート（４）の上流で分岐し、前記内燃機関（６）から出て来る環流ラインに合流する冷却液配管内に設けられることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の自動車用内燃機関。
11. 前記乗員室用熱交換器（１４）は前記暖房回路ライン（１２）内に設けられ、前記排ガス再循環（１３）用の熱交換器は、前記主冷却液ポンプ（１）の下流かつ前記シリンダヘッドの流入ポート（４）の上流で分岐し、前記内燃機関（６）から出てくる環流ラインに合流する冷却液配管内に設けられ、前記エンジンオイル（１５）用の熱交換器は、前記第１の制御ユニット（３）の下流かつ前記クランクケースの流入ポート（５）の上流で分岐し、前記内燃機関（６）から出て来る環流ラインに通じる冷却液配管内に設けられることを特徴とする請求項６あるいは７に記載の自動車用内燃機関。
12. ギヤオイル冷却器（２２）が設けられ、その流入部は前記空気／液体冷却器（２１）の環流ラインと前記暖房回路（１２）の環流ラインに接続され、その流出部は前記主冷却液ポンプ（１）の吸い込み側に接続されることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の自動車用内燃機関。
13. 冷却液が前記内燃機関（６）内を通って流れる、内燃機関を動作させる方法であって、
    − 前記主冷却液ポンプ（１）は、前記内燃機関がいかなる冷却も必要としない場合にはオフに切り換えられ、
    − 前記主冷却液ポンプ（１）は、冷却が必要な場合にはオンに切り換えられ、
    冷却液が前記シリンダヘッド（７）及び／又は前記クランクケース（８）内に循環されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自動車用内燃機関の運転方法。
14. 前記暖房回路（１２）内の設けた前記追加の電気式冷却液ポンプ（１６）の作動によって冷却水の環流が増加されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記主冷却液ポンプ（１）がオフに切り換えられ、前記冷却液が前記追加の電気式冷却液ポンプ（１６）によって循環されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

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