JP2011185245A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルの暖機及び冷却をともに効率良く行うことができる内燃機関の冷却装置を提供する。
【解決手段】シリンダブロック１１及びオイルクーラ３を循環する冷却水の経路Ｂと、シリンダヘッド１２とオイルクーラ３とＥＧＲクーラ４５を循環する冷却水の経路Ｃと、経路Ｂに冷却水を循環させ内燃機関の運転状態によらず作動及び停止させることが可能な第１ポンプ２１と、経路Ｃに冷却水を循環させ内燃機関の運転状態によらず経路Ｃにおける冷却水の循環方向を正転又は逆転に切り替え可能な第２ポンプ２２と、を備え、経路Ｂ及び経路Ｃはオイルクーラ３に冷却水を通過させる経路を共有する。オイルを暖機させる暖機条件において第１ポンプ２１を停止させるとともに第２ポンプ２２を作動させる。オイルの冷却する冷却条件において、第１ポンプ２１及び第２ポンプ２２を、オイルクーラ３に冷却水を通過させる方向が同じになるように作動させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、内燃機関の冷却装置に関する。

内燃機関内に冷却水を循環させる第１電動ポンプと、排気熱交換器とＡＴオイル熱交換器に冷却水を循環させる第２電動ポンプと、を備え、第１電動ポンプにより内燃機関を循環する冷却水の経路と第２電動ポンプにより排気熱交換器及びＡＴオイル熱交換器を循環する冷却水の経路とを切り離すことができるように構成し、内燃機関の暖機時は第１電動ポンプを停止することにより内燃機関内に冷却水を滞留させて内燃機関の早期暖機を図ると共に、ＡＴオイルの暖機時には上記２つの冷却水の経路を切り離して第２電動ポンプを駆動することにより排気熱をＡＴオイル及びＡＴの昇温に利用することを図った内燃機関の冷却装置が提案されている（特許文献１を参照）。

特開２００８−１８５００２号公報 特開２００９−２１６０２８号公報

内燃機関のオイル暖機をより速く行うために、より効率良く排気の熱を利用してオイルの暖機を行えることと、通常運転時のオイルの過昇温を抑制するために、より効率よくオイルを冷却できることと、を好適に両立できることが燃費や機関性能の向上のために望ましい。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、オイルの暖機及び冷却をともに効率良く行うことができる内燃機関の冷却装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内燃機関の冷却装置は、
内燃機関のシリンダブロックと、内燃機関のオイルと冷媒との間で熱交換可能に構成されるオイル熱交換器と、を循環する冷媒の第１の経路と、
内燃機関のシリンダヘッドと、前記オイル熱交換器と、内燃機関の排気と冷媒との間で熱交換可能に構成される排気熱交換器と、を循環する冷媒の第２の経路と、
前記第１の経路に冷媒を循環させ、内燃機関の運転状態によらず作動及び停止の状態を制御可能に構成された第１のポンプと、
前記第２の経路に冷媒を循環させ、内燃機関の運転状態によらず前記第２の経路における冷媒の循環方向を切り替え可能に構成された第２のポンプと、
前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを制御する制御手段と、
を備え、
前記第１の経路及び前記第２の経路は、前記オイル熱交換器に冷媒を通過させる経路を共有するように構成され、
前記制御手段は、
前記オイルの温度を上昇させるべき所定の暖機条件において、前記第１のポンプを停止させるとともに前記第２のポンプを作動させ、
前記オイルの温度を低下させるべき所定の冷却条件において、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを、前記第１のポンプが前記オイル熱交換器に冷媒を通過させる方向と
前記第２のポンプが前記オイル熱交換器に冷媒を通過させる方向とが同じになるように作動させることを特徴とする。

第１の経路を循環する冷媒は比較的低温のシリンダブロックと熱交換するため比較的低温になるのに対し、第２の経路を循環する冷媒は比較的高温のシリンダヘッドや燃焼により発生した熱により高温状態になっている排気と熱交換するため比較的高温になる。

オイル熱交換器には第１の経路を循環する冷媒も第２の経路を循環する冷媒も流入可能だが、特に暖機条件においては第１のポンプが停止させられることから、第２の経路を循環する比較的高温の冷媒のみがオイル熱交換器に流入してオイルと熱交換することになる。

これにより、暖機条件においてはシリンダヘッドや排気を介して燃焼により発生した熱をより積極的にオイルの昇温に利用することが可能になる。従って、効率良くオイルの暖機を行うことが可能になる。一方、冷却条件においては、大流量の冷媒がオイル熱交換器を通過することになるので、効率良くオイルの冷却を行うことが可能になる。

従って、本発明の内燃機関の冷却装置によれば、内燃機関のオイルの冷却性能及び暖機性能をともに高めることが可能になる。

本発明において、
前記内燃機関の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させるＥＧＲ装置と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流の実行を制御するＥＧＲ制御手段と、
を備え、
前記排気熱交換器は、前記ＥＧＲ装置により還流するＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換可能に構成され、
前記制御手段は、前記暖機条件において、前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流が行われるか否かに応じて、前記第２のポンプが冷媒を循環させる向きを切り替えるようにしても良い。

ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流が行われている場合、排気熱交換器において高温のＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換が行われるため、排気熱交換器から流出する冷媒は高温になる。従って、排気熱交換器から流出する高温の冷媒がすぐ下流においてオイル熱交換器に流入するような向きで第２のポンプが冷媒を循環させれば、ＥＧＲガスから回収した熱を効率よく利用してオイルを昇温することができる。

一方、ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流が行われていない場合、排気熱交換器はＥＧＲガスの流れが無く低温状態になるため、排気熱交換器から流出する冷媒は低温になる。

従って、排気熱交換器から流出する低温の冷媒がすぐにはオイル熱交換器に流入しないような向き、すなわち上記ＥＧＲガスの還流が行われている場合と逆の向きで第２のポンプが冷媒を循環させれば、低温の冷媒とオイルとの熱交換を抑制することができる。

そして、シリンダヘッドから流出した高温の冷媒とオイルとの熱交換により、燃焼により発生した熱を効率よく利用してオイルを昇温することができる。

このように、上記構成において、前記制御手段は、前記暖機条件において、
前記ＥＧＲ制御手段によりＥＧＲガスの還流が実行される運転状態では、前記オイル熱交換器が冷媒の流れ方向で前記排気熱交換器の下流側になるように前記第２のポンプに
よる冷媒の循環方向を制御し、
前記ＥＧＲ制御手段によりＥＧＲガスの還流が実行されない運転状態では、前記オイル熱交換器が冷媒の流れ方向で前記排気熱交換器の上流側になるように前記第２のポンプによる冷媒の循環方向を制御すると良い。

本発明において、
内燃機関のシリンダブロックと、シリンダヘッドと、外気と冷媒との間で熱交換可能に構成される外気熱交換器と、を循環する冷媒の第３の経路を備え、
前記第１の経路は、内燃機関のシリンダブロックと、シリンダヘッドと、前記オイル熱交換器と、を循環する冷媒の経路であり、
前記第２の経路は、内燃機関のシリンダヘッドと、前記オイル熱交換器と、前記排気熱交換器と、を循環する冷媒の経路であり、
前記第１のポンプは、前記第１の経路及び前記第３の経路に冷媒を循環させることが可能に構成されていても良い。

本発明においてはオイルの暖機を行う場合には上述のように第１のポンプが停止されるので、外気熱交換器によって冷却された冷媒はオイル熱交換器においてオイルと熱交換しない。よって、オイルの暖機を効率的に行うことができる。

本発明によれば、オイルの暖機及び冷却をともに効率良く行うことができる内燃機関の冷却装置を提供することができる。

実施例のエンジンの概略構成を示す図である。 実施例のＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流の制御マップの一例を示す図である。 実施例に係る内燃機関の冷却装置の概略構成を示す図である。 実施例に係る内燃機関の冷却装置において、暖機条件で行われる第１電動ポンプ及び第２電動ポンプの制御を説明するための図である。 エンジンの運転状態がＥＧＲ領域に属する場合と非ＥＧＲ領域に属する場合とのそれぞれにおける、オイルクーラとシリンダヘッドの間の位置（シリンダヘッド後）での冷却水の温度及びオイルクーラとＥＧＲクーラの間の位置（ＥＧＲクーラ後）における冷却水の温度の時間変化を模式的に表した図である。 実施例に係る内燃機関の冷却装置において、冷却条件で行われる第１電動ポンプ及び第２電動ポンプの制御を説明するための図である。 実施例に係る内燃機関の冷却装置における第１電動ポンプ及び第２電動ポンプの制御を表すフローチャートである。 実施例の変形例に係るエンジンの概略構成を示す図である。 実施例の変形例に係るＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流の制御マップの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は本発明に係る内燃機関の冷却装置を適用するエンジンの概略構成を示す図である。エンジン１には４つの気筒２が備わり、各気筒２に直接燃料を噴射する燃料噴射弁２９が備わる。

各気筒２は不図示の吸気ポートを介して吸気マニホールド３１に連通し、吸気マニホールド３１は吸気通路３４に接続する。また、各気筒２は不図示の排気ポートを介して排気マニホールド３０に連通し、排気マニホールド３０は排気通路３８に接続する。

吸気通路３４には吸気マニホールド３１に近い側から順にインタークーラ３３、ターボチャージャ３７のコンプレッサ３５、スロットルバルブ３９が備わる。コンプレッサ３５とスロットルバルブ３９の間の吸気通路３４には後述するＥＧＲ通路４３が接続する。

排気通路３８には排気マニホールド３０に近い側から順にターボチャージャ３７のタービン３６、排気浄化装置４０が備わり、排気浄化装置４０の下流側にはＥＧＲ通路４３が接続する。

ＥＧＲ通路４３は排気通路３８と吸気通路３４とを連通し、エンジン１からの排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路３４に還流させるＥＧＲ装置４６を構成する。ＥＧＲ装置４６は、ＥＧＲ通路４３を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４５及びＥＧＲ通路４３の流路面積を変化させることによりＥＧＲガスの流量を調節可能なＥＧＲ弁４４を含む。

ＥＧＲクーラ４５は後述する冷却水を利用したエンジン１の冷却装置を構成し、冷却水とＥＧＲガスとの間で熱交換可能することによりＥＧＲガスを冷却することができる。

エンジン１には、冷却水を冷媒とする冷却装置が備わる。冷却水を利用した冷却装置の詳細は後述する。この冷却装置には、エンジン１のシリンダヘッドを流れる冷却水の温度を検出する水温センサ８が備わる。水温センサ８による検出値はＥＣＵ７に入力される。

エンジン１には、油圧により作動する機関部材へ供給されるオイル及び可動部位に潤滑のために供給されるオイルが循環するオイル循環系が備わり、このオイル循環系を循環するオイルの温度を検出する油温センサ９が備わる。油温センサ９による検出値はＥＣＵ７に入力される。

ＥＣＵ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えたコンピュータであり、上述した水温センサ８及び油温センサ９の他各種センサによる検出値が入力され、これらの検出値に基づいてエンジン１の運転状態や運転者の要求を取得し、それに基づいて上述した燃料噴射弁２９、スロットルバルブ３９及びＥＧＲ弁４の他各種機器の動作を制御する。

ＥＣＵ７は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲ装置４６によるＥＧＲガスの還流を制御する。図２はエンジン１の回転数及び負荷に応じてＥＧＲ装置４６によるＥＧＲガスの還流を制御するための制御マップを模式的に表した図である。

図２の例では、低回転低負荷から中回転中負荷の運転状態（図中「ＥＧＲ領域」と表した領域に属する運転状態）においてＥＧＲガスの還流を行い、ＥＧＲ領域より高回転側及び高負荷側の運転状態（図中「非ＥＧＲ領域」と表した領域に属する運転状態）においてＥＧＲガスの還流を行わないように、ＥＣＵ７によるＥＧＲ装置４６の制御が行われる。

すなわち、ＥＧＲ領域ではＥＧＲ弁４４が所定開度に開弁されるとともに必要に応じてスロットルバルブ３９の開度を調節することにより吸気通路３４に還流するＥＧＲガスの流量が制御される。また、非ＥＧＲ領域ではＥＧＲ弁４４が閉弁される。このようなＥＧＲ装置４６の制御を行うＥＣＵ７が本発明のＥＧＲ制御手段として機能する。

図３は本実施例に係る内燃機関の冷却装置の概略構成を示す図である。図３に示すように、本実施例に係る冷却装置は、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ラジエータ５及びリザーバタンク６を循環する冷却水の循環経路Ａと、シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２及びオイルクーラ３を循環する冷却水の循環経路Ｂと、シリンダヘッド、オイルクーラ３及びＥＧＲクーラ４５を循環する冷却水の循環経路Ｃと、を有する。

循環経路Ｂと循環経路Ｃはシリンダヘッド１２から流出してオイルクーラ３を通過するまでの冷却水の流路を共有している。

シリンブロック１１は、内部に上述した気筒２が設けられるとともに、気筒２を冷却するための冷却水通路が形成されている。

シリンダヘッド１２は、内部に上述した吸気ポート及び排気ポートが設けられるとともに、吸気ポート及び排気ポートを冷却するための冷却水通路が形成されている。シリンダヘッド１２内部に形成される冷却水通路は、不図示の吸気バルブ及び排気バルブも冷却可能に構成される。

ラジエータ５は、外気と冷却水との間で熱交換可能に構成され、本発明の外気熱交換器として機能する。リザーバタンク６は、冷却装置を循環する冷却水を貯留する。

オイルクーラ３は、オイルと冷却水との間で熱交換可能に構成され、本発明のオイル熱交換器として機能する。ＥＧＲクーラ４は、ＥＧＲ通路４３を流れるＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換可能に構成され、本発明の排気熱交換器として機能する。

循環経路Ａは本発明の第３の経路として機能し、循環経路Ｂは本発明の第１の経路として機能し、循環経路Ｃは本発明の第２の経路として機能する。

本実施例の冷却装置は、循環経路Ａ及び循環経路Ｂに冷却水を循環させる第１電動ポンプ２１と、循環経路Ｃに冷却水を循環させる第２電動ポンプ２２を備える。循環経路Ａ，Ｂ及びＣは連通しており、リザーバタンク６に貯留する冷却水は第１電動ポンプ２１及び第２電動ポンプ２２の作用により循環経路Ａ，Ｂ及びＣの３系統の冷却水循環経路に供給される。

第１電動ポンプ２１は、エンジン１の運転状態によらず作動及び停止の状態を制御可能な可変ウォータポンプであり、本発明の第１のポンプとして機能する。

第２電動ポンプ２２は、エンジン１の運転状態によらず経路Ｃにおける冷却水の循環方向を図示した正転及び逆転のいずれかに切り換え可能な可変ウォータポンプであり、本発明の第２のポンプとして機能する。

第１電動ポンプ２１及び第２電動ポンプ２２の動作はＥＣＵ７により制御される。

シリンダヘッド１２にはシリンダヘッド１２内の冷却水の温度を検出する水温センサ８が設けられる。また、オイルの温度を検出する油温センサ９が備わる。水温センサ８及び油温センサ９による検出値はＥＣＵ７に入力される。

次に、ＥＣＵ７によって行われる、本実施例の内燃機関の冷却装置に特有の第１電動ポンプ２１及び第２電動ポンプ２２の制御について説明する。

循環経路Ａ及び循環経路Ｂを循環する冷却水は、比較的低温のシリンダブロック１１と熱交換するため比較的低温になる。また、循環経路Ａを循環する冷却水はラジエータ５において外気との熱交換により冷却されるので更に低温になる。

一方、循環経路Ｃを循環する冷却水は燃焼により発生する熱により比較的高温になるシリンダヘッド１２や高温のＥＧＲガスと熱交換するＥＧＲクーラ４５を通過するため比較的高温になる。

＜暖機条件＞
そこで、本実施例の内燃機関の冷却装置では、オイルの温度を上昇させるべき所定の暖機条件においては、図４に示すように、第１電動ポンプ２１を停止させるとともに第２電動ポンプ２２を作動させるようＥＣＵ７による制御を行う。

これにより、循環経路Ａ及びＢを循環した冷却水との熱交換によって循環経路Ｃを循環する冷却水の温度が低下することを抑制できるので、シリンダヘッド１２やＥＧＲクーラ４５において回収した燃焼による熱や排気の熱を効率良くオイルクーラ３におけるオイルの昇温に利用することが可能になる。従って、暖機条件において早期のオイル暖機が可能になる。

所定の暖機条件は、油温センサ９によって検出される油温が所定の下限閾値より低い条件であり、典型的にはエンジン１の冷間始動時である。

ここで、ＥＧＲ装置４６によってＥＧＲガスの還流が行われている場合はＥＧＲクーラ４５において高温のＥＧＲガスと冷却水との間で熱交換が行われるため、ＥＧＲクーラ４５を通過した冷却水の温度は高くなるが、ＥＧＲ装置４６によってＥＧＲガスの還流が行われていない場合はＥＧＲクーラ４５にはＥＧＲガスが流れていないため、ＥＧＲクーラ４５において冷却水との間で熱交換する対象物の温度は高くはならない。

図５は、エンジン１の運転状態がＥＧＲ領域に属する場合と非ＥＧＲ領域に属する場合とのそれぞれにおける、循環経路Ｃにおけるオイルクーラ３とシリンダヘッド１２の間の位置（以下、「シリンダヘッド後」と称することがある）での冷却水の温度Ｔ１及び循環経路Ｃにおけるオイルクーラ３とＥＧＲクーラ４５の間の位置（以下、「ＥＧＲクーラ後」と称することがある）における冷却水の温度Ｔ２の時間変化を模式的に表した図である。

図５に示すように、非ＥＧＲ領域においては、シリンダヘッド後における冷却水温Ｔ１の方がＥＧＲクーラ後における冷却水温Ｔ２より高い。一方、ＥＧＲ領域においてはＥＧＲクーラ後における冷却水温Ｔ２の方がシリンダヘッド後における冷却水温Ｔ１より高い。

従って、非ＥＧＲ領域においては、シリンダヘッド後における冷却水をオイルクーラ３に流入させる方がオイル暖機の観点からは好ましく、ＥＧＲ領域においては、ＥＧＲクーラ後における冷却水をオイルクーラ３に流入させる方がオイル暖機の観点からは好ましい。

そこで、本実施例の内燃機関の冷却装置では、オイルの暖機条件において第２電動ポンプ２２を作動させる場合に、ＥＧＲ装置４６によるＥＧＲガスの還流の制御と関連付けて第２電動ポンプ２２による循環経路Ｃにおける冷却水の循環方向を切り替えるように制御を行う。

詳細には、ＥＧＲ装置４６によりＥＧＲガスの還流が行われる場合、すなわちエンジン１の運転状態が図２のＥＧＲ領域に属する場合、オイルクーラ３が冷却水の流れ方向でＥＧＲクーラ４５の下流側になるように、第２電動ポンプ２２による循環経路Ｃにおける冷却水の循環方向を図４で「正転」と表した向きに制御する。

これにより、ＥＧＲクーラ４５において高温のＥＧＲガスとの間で熱交換して昇温したＥＧＲクーラ後の冷却水が直接オイルクーラ３に流入するので、ＥＧＲガスから回収した熱を効率良くオイルの昇温に利用することが可能になる。

一方、ＥＧＲ装置４６によりＥＧＲガスの還流が行われない場合、すなわちエンジン１の運転状態が図２の非ＥＧＲ領域に属する場合、オイルクーラ３が冷却水の流れ方向でＥＧＲクーラの上流側になるように、第２電動ポンプ２２による循環経路Ｃにおける冷却水の循環方向を図４で「逆転」と表した向きに制御する。

これにより、シリンダヘッド１２において高温の排気ポートや排気バルブと熱交換して昇温したシリンダヘッド後の冷却水が直接オイルクーラ３に流入するので、燃焼により発生した熱を効率良くオイルの昇温に利用することが可能になる。

＜冷却条件＞
また、本実施例の内燃機関の冷却装置では、オイルの温度を低下させるべき所定の冷却条件においては、図６に示すように、第１電動ポンプ２１及び第２電動ポンプ２２を、第１電動ポンプ２１がオイルクーラ３に冷却水を通過させる方向と第２電動ポンプ２２がオイルクーラ３に冷却水を通過させる方向とが同じになるように作動させる。

図６に示す例では、第１電動ポンプ２１を、循環経路Ａにおける冷却水の循環方向がシリンダブロック１１、シリンダヘッド１２、ラジエータ５及びリザーバタンク６の順になる正転方向になり、且つ、循環経路Ｂにおける冷却水の循環方向がシリンダブロック１１、シリンダヘッド１２の順になる正転方向になるように作動させる。

また、第２電動ポンプ２２を、循環経路Ｃにおける冷却水の循環方向がシリンダヘッド１２、オイルクーラ３、ＥＧＲクーラ４５の順になる逆転方向になるように作動させる。

これにより、オイルクーラ３を大流量の冷却水が通過することになるので、効率良くオイルの冷却を行うことが可能になる。所定の冷却条件は、油温センサ９によって検出される油温が上限閾値より高い条件である。

図７は、以上説明した本実施例の内燃機関の冷却装置における第１電動ポンプ２１及び第２電動ポンプ２２の制御のフローチャートである。図７のフローチャートで表される処理はＥＣＵ７によって所定のタイムサイクルで繰り返し実行される。

この処理が開始されると、まずステップＳ１０１において、ＥＣＵ７はエンジン１の運転状態を取得する。ここでは、エンジン１の回転数及び負荷に加えて、油温センサ９による検出値に基づいてオイルクーラ３を含むオイル循環系を循環するオイルの温度を取得する。

続くステップＳ１０２において、ＥＣＵ７はステップＳ１０１で取得した油温が上限閾値より高いか否かを判定する。油温が上限閾値より高いと判定した場合、ＥＣＵ７はエンジン１の運転状態はオイル冷却条件であると判断し、ステップＳ１０３に進んで第１電動ポンプ２１を正転駆動するとともに第２電動ポンプ２２を逆転駆動する。

これにより、冷却装置における冷却水の循環態様は図６に示すものになり、オイルクーラ３において効率良くオイルの冷却が行われることになる。

一方、ステップＳ１０２において油温が上限閾値以下であると判定した場合、ＥＣＵ７はステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０１で取得した油温が下限閾値より低いか否かを判定する。

油温が下限閾値より低いと判定した場合、ＥＣＵ７はエンジン１の運転状態はオイル暖機条件であると判断し、ステップＳ１０５に進んでエンジン１の運転状態がＥＧＲ領域に属しているか否かを判定する。

ステップＳ１０５において、エンジン１の運転状態がＥＧＲ領域に属していると判定した場合、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０６に進み、第１電動ポンプ２１を停止させるとともに第２電動ポンプ２２を正転駆動する。

これにより、冷却装置における冷却水の循環態様は図４において「正転」で示したものになり、高温のＥＧＲガスから回収した熱を効率良く利用してオイルの暖機を行うことができる。

ステップＳ１０５において、エンジン１の運転状態がＥＧＲ領域に属していないと判定した場合、ＥＣＵ７は、ステップＳ１０７に進み、第１電動ポンプ２１を停止させるとともに第２電動ポンプ２２を逆転駆動する。

これにより、冷却装置における冷却水の循環態様は図４において「逆転」で示したものになり、燃焼により発生した熱により高温になった排気ポートや排気バルブから回収した熱を効率良く利用してオイルの暖機を行うことができる。

以上の処理を行うＥＣＵ７が本発明の制御手段として機能する。

上記の実施例は、タービン３６より下流側の排気をコンプレッサ３５より上流側の吸気通路３４に還流させるＥＧＲ装置４６（以下、「低圧ＥＧＲ装置」という）を備えたエンジン１の冷却装置に本発明を適用した例だが、本発明はタービン３６より上流側の排気をコンプレッサ３５より下流側の吸気通路３４に還流させるＥＧＲ装置（以下、「高圧ＥＧＲ装置」という）を備えたエンジンの冷却装置にも適用できる。

その場合、高圧ＥＧＲ装置によって吸気通路３４に還流するＥＧＲガス（以下、「高圧ＥＧＲガス」という）と冷却水とで熱交換可能に構成されたＥＧＲクーラ（以下、「高圧ＥＧＲクーラ」という）が冷却水の循環経路Ｃに設けられていれば、上記実施例と同様の制御を行うことができる。

すなわち、オイルの暖機条件において、第１電動ポンプ２１を停止するとともに、高圧ＥＧＲ装置によってＥＧＲガスの還流を行う運転条件において第２電動ポンプ２２を正転駆動し、高圧ＥＧＲ装置によってＥＧＲガスの還流を行わない運転条件において第２電動ポンプ２２を逆転駆動する制御を行うことにより、高圧ＥＧＲガスから回収した熱をオイルクーラ３において効率良くオイルの昇温に利用することができ、上記実施例と同様にオイルの早期昇温が可能になる。

また、図８に示すように、高圧ＥＧＲ装置４７（排気マニホールド３０と吸気マニホールド３１とを連通する高圧ＥＧＲ通路４１と、高圧ＥＧＲ通路４１の流路面積を変更する高圧ＥＧＲ弁４２と、を有する）及び低圧ＥＧＲ装置４６（上記実施例と同様の構成）の
両方を備えたエンジン１の冷却装置に本発明を適用することもできる。

このようなエンジン１では、図９に示すように、エンジン１の運転状態に応じて、高圧ＥＧＲ装置４７のみを用いてＥＧＲガスの還流を行う運転領域（図中「ＨＰＬ領域」と示した運転領域）と、高圧ＥＧＲ装置４７及び低圧ＥＧＲ装置４６の両方を用いてＥＧＲガスの還流を行う運転領域（図中「ＭＰＬ領域」と示した運転領域）と、低圧ＥＧＲ装置４６のみを用いてＥＧＲガスの還流を行う運転領域（図中「ＬＰＬ領域」と示した運転領域）と、高圧ＥＧＲ装置４７及び低圧ＥＧＲ装置４６のいずれによってもＥＧＲガスの還流を行わない運転領域（図中「非ＥＧＲ領域」と示した運転領域）と、を定めた制御マップに基づいて各ＥＧＲ装置の制御が行われる。

このようなエンジンの冷却装置において、例えば、図８に示すように低圧ＥＧＲ装置４６にのみＥＧＲガスと冷却水とで熱交換可能な低圧ＥＧＲクーラ４５が備わる構成に対して本発明を適用した場合、オイルの暖機条件において、第１電動ポンプ２１を停止するとともに、低圧ＥＧＲクーラ４５にＥＧＲガスが流れる運転状態、すなわち図９のＭＰＬ領域及びＬＰＬ領域に属する運転状態では第２電動ポンプ２２を正転駆動し、その他の運転状態、すなわち図９のＨＰＬ領域及び非ＥＧＲ領域に属する運転状態では第２電動ポンプ２２を逆転駆動する制御を行うことにより、低圧ＥＧＲガスから回収した熱をオイルクーラ３において効率良くオイルの昇温に利用することができ、上記実施例と同様にオイルの早期昇温が可能になる。

１ エンジン
２ 気筒
３ オイルクーラ
５ ラジエータ
６ リザーバタンク
７ ＥＣＵ
８ 水温センサ
９ 油温センサ
１１ シリンダブロック
１２ シリンダヘッド
２１ 第１電動ポンプ
２２ 第２電動ポンプ
２９ 燃料噴射弁
３０ 排気マニホールド
３１ 吸気マニホールド
３３ インタークーラ
３４ 吸気通路
３５ コンプレッサ
３６ タービン
３７ ターボチャージャ
３８ 排気通路
３９ スロットルバルブ
４０ 排気浄化装置
４１ 高圧ＥＧＲ通路
４２ 高圧ＥＧＲ弁
４３ ＥＧＲ通路、低圧ＥＧＲ通路
４４ ＥＧＲ弁、低圧ＥＧＲ弁
４５ ＥＧＲクーラ、低圧ＥＧＲクーラ
４６ ＥＧＲ装置、低圧ＥＧＲ装置
４７ 高圧ＥＧＲ装置

Claims (4)

1. 内燃機関のシリンダブロックと、内燃機関のオイルと冷媒との間で熱交換可能に構成されるオイル熱交換器と、を循環する冷媒の第１の経路と、
   内燃機関のシリンダヘッドと、前記オイル熱交換器と、内燃機関の排気と冷媒との間で熱交換可能に構成される排気熱交換器と、を循環する冷媒の第２の経路と、
   前記第１の経路に冷媒を循環させ、内燃機関の運転状態によらず作動及び停止の状態を制御可能に構成された第１のポンプと、
   前記第２の経路に冷媒を循環させ、内燃機関の運転状態によらず前記第２の経路における冷媒の循環方向を切り換え可能に構成された第２のポンプと、
   前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記第１の経路及び前記第２の経路は、前記オイル熱交換器に冷媒を通過させる経路を共有するように構成され、
   前記制御手段は、
   前記オイルの温度を上昇させるべき所定の暖機条件において、前記第１のポンプを停止させるとともに前記第２のポンプを作動させ、
   前記オイルの温度を低下させるべき所定の冷却条件において、前記第１のポンプ及び前記第２のポンプが前記オイル熱交換器に冷媒を通過させる方向が同じになるように前記第１のポンプ及び前記第２のポンプを作動させる
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
2. 請求項１において、
   前記内燃機関の排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させるＥＧＲ装置と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流の実行を制御するＥＧＲ制御手段と、
   を備え、
   前記排気熱交換器は、前記ＥＧＲ装置により還流するＥＧＲガスと冷媒との間で熱交換可能に構成され、
   前記制御手段は、前記暖機条件において、前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流が行われるか否かに応じて、前記第２のポンプが冷媒を循環させる向きを切り替える
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
3. 請求項２において、
   前記制御手段は、前記暖機条件において、
   前記ＥＧＲ制御手段によりＥＧＲガスの還流が実行される運転状態では、前記オイル熱交換器が冷媒の流れ方向で前記排気熱交換器の下流側になるように前記第２のポンプによる冷媒の循環方向を制御し、
   前記ＥＧＲ制御手段によりＥＧＲガスの還流が実行されない運転状態では、前記オイル熱交換器が冷媒の流れ方向で前記排気熱交換器の上流側になるように前記第２のポンプによる冷媒の循環方向を制御する
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項において、
   内燃機関のシリンダブロックと、シリンダヘッドと、外気と冷媒との間で熱交換可能に構成される外気熱交換器と、を循環する冷媒の第３の経路を備え、
   前記第１の経路は、内燃機関のシリンダブロックと、シリンダヘッドと、前記オイル熱交換器と、を循環する冷媒の経路であり、
   前記第２の経路は、内燃機関のシリンダヘッドと、前記オイル熱交換器と、前記排気熱交換器と、を循環する冷媒の経路であり、
   前記第１のポンプは、前記第１の経路及び前記第３の経路に冷媒を循環させることが可能に構成されている
   ことを特徴とする内燃機関の冷却装置。

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