JP2012184754A - Cooling system - Google Patents
Cooling system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012184754A JP2012184754A JP2011050091A JP2011050091A JP2012184754A JP 2012184754 A JP2012184754 A JP 2012184754A JP 2011050091 A JP2011050091 A JP 2011050091A JP 2011050091 A JP2011050091 A JP 2011050091A JP 2012184754 A JP2012184754 A JP 2012184754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling water
- circulation path
- engine
- cooling
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンが暖機運転状態である場合に、エンジンへの冷却水の循環を制限する冷却装置に関する。 The present invention relates to a cooling device that limits the circulation of cooling water to an engine when the engine is in a warm-up operation state.
従来、エンジンの低温始動する際のフリクションロスを低減して、エンジンの燃費を向上するために、エンジンの暖機運転状態の期間を短縮する(以下、「暖機を促進する」ともいう)種々の技術が提案されている。 Conventionally, in order to reduce the friction loss when starting the engine at a low temperature and improve the fuel efficiency of the engine, the engine warm-up period is shortened (hereinafter also referred to as “promoting warm-up”). The technology has been proposed.
例えば、暖機運転状態において、エンジンのウォータジャケットを経由してスロットルボディを通過するバイパス通路の冷却水の流量を、全閉流量又は微小流量に制御する内燃機関の冷却水流量制御装置が開示されている(特許文献1参照)。この冷却水流量制御装置によれば、バイパス通路の冷却水の流量を少なくする程、暖機を促進することができる。 For example, a cooling water flow rate control device for an internal combustion engine that controls the flow rate of cooling water in a bypass passage that passes through a throttle body via a water jacket of the engine to a fully closed flow rate or a minute flow rate in a warm-up operation state is disclosed. (See Patent Document 1). According to this cooling water flow rate control device, warming up can be promoted as the flow rate of the cooling water in the bypass passage is reduced.
しかしながら、上記特許文献1に記載の内燃機関の冷却水流量制御装置等において、暖機を促進するために、エンジンのウォータジャケットを経由してスロットルボディを通過するバイパス通路の冷却水の流量を微小流量に制御する場合には、エンジンのシリンダボア上部の冷却が不充分となる虞があると共に、スロットルボディに流れる冷却水の流量が不充分となる虞がある。
However, in the cooling water flow control device for an internal combustion engine described in
すなわち、エンジンのシリンダボア上部を流れる冷却水の流量が少ないため、エンジンのシリンダボア上部が局所的に高温となる虞がある。また、エンジンのシリンダボア上部が高温となって、熱膨張により変形して、ピストン打音が大きくなる虞がある。更に、スロットルボディに流れる冷却水の流量が少ないため、スロットルボディの凍結が発生する虞がある。 That is, since the flow rate of the cooling water flowing through the upper part of the engine cylinder bore is small, the upper part of the engine cylinder bore may locally become hot. Further, the upper part of the cylinder bore of the engine becomes high temperature and deforms due to thermal expansion, and there is a risk that the piston hitting sound will increase. Further, since the flow rate of the cooling water flowing through the throttle body is small, there is a possibility that the throttle body will freeze.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、暖機を促進し、スロットルボディの凍結を防止すると共に、ピストン打音を抑制することの可能な冷却装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a cooling device capable of promoting warm-up, preventing freezing of the throttle body, and suppressing piston hitting sound. Yes.
上記課題を解決するために、本発明に係る冷却装置は、以下のように構成されている。 In order to solve the above problems, the cooling device according to the present invention is configured as follows.
すなわち、本発明に係る冷却装置は、エンジンが暖機運転状態である場合に、エンジンを経由して循環する冷却水の流量を制限する冷却装置であって、エンジンを経由して、ラジエータを経由せずに冷却水を循環可能に構成された第1循環経路と、前記第1循環経路に介設され、冷却水を導通又は遮断する遮断弁と、エンジン及びスロットルボディを経由して冷却水を循環可能に構成され、前記第1循環経路と相違する第2循環経路と、を備え、前記第2循環経路が、エンジンブロックにおいて、その上部を連通して形成されていることを特徴としている。 That is, the cooling device according to the present invention is a cooling device that restricts the flow rate of the cooling water that circulates through the engine when the engine is in a warm-up operation state, and passes through the radiator through the engine. The first circulation path is configured to be able to circulate the cooling water without using the cooling water, the shut-off valve is provided in the first circulation path and conducts or blocks the cooling water, and the cooling water is passed through the engine and the throttle body. The second circulation path is configured to be circulated and is different from the first circulation path, and the second circulation path is formed in communication with the upper part of the engine block.
かかる構成を備える冷却装置によれば、前記遮断弁を遮断状態とすることによって、エンジンを経由してラジエータを経由しない冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水を遮断して、エンジン及びスロットルボディを経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水を導通することができるため、暖機を促進すると共に、スロットルボディの凍結を防止することができる。また、前記第2循環経路が、エンジンブロックにおいて、その上部を連通して形成されているため、ピストン打音を抑制することができる。 According to the cooling device having such a configuration, the cooling water that circulates through the first circulation path that is the circulation path of the cooling water that passes through the engine and does not pass through the radiator is blocked by setting the shut-off valve to the shut-off state. Since the cooling water circulating through the second circulation path, which is the cooling water circulation path passing through the engine and the throttle body, can be conducted, warm-up can be promoted and the throttle body can be prevented from freezing. Further, since the second circulation path is formed in the engine block so as to communicate with the upper part thereof, it is possible to suppress piston hitting sound.
すなわち、ピストン打音は、シリンダボア上部が高温となって熱膨張により変形して発生するものであり、エンジンブロックの上部を連通して形成された第2循環経路を流れる冷却水によって、シリンダボア上部が冷却されるため、ピストン打音を抑制することができるのである。 That is, the piston hitting sound is generated when the upper part of the cylinder bore becomes hot and deforms due to thermal expansion, and the upper part of the cylinder bore is caused by the cooling water flowing through the second circulation path formed in communication with the upper part of the engine block. Since it is cooled, piston hitting sound can be suppressed.
また、本発明に係る冷却装置は、前記第2循環経路が、シリンダヘッド近傍を連通して形成されていることが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, it is preferable that the second circulation path is formed to communicate with the vicinity of the cylinder head.
かかる構成を備える冷却装置によれば、エンジンブロックの上部においてシリンダヘッド近傍を連通して形成されている第2循環経路を流れる冷却水によって、シリンダボア上部が更に効率的に冷却されるため、ピストン打音を更に抑制することができる。 According to the cooling device having such a configuration, the upper part of the cylinder bore is further efficiently cooled by the cooling water flowing through the second circulation path formed in communication with the vicinity of the cylinder head in the upper part of the engine block. Sound can be further suppressed.
すなわち、シリンダボア上部は、第2循環経路が形成されているエンジンブロックの上部におけるシリンダヘッド近傍と近接しているため、シリンダボア上部を更に効率的に冷却することができるのである。 That is, since the upper part of the cylinder bore is close to the vicinity of the cylinder head in the upper part of the engine block where the second circulation path is formed, the upper part of the cylinder bore can be cooled more efficiently.
また、本発明に係る冷却装置は、エンジンブロックにおける前記第2循環経路の冷却水の流出口が、当該エンジンブロックへの冷却水の流入口から離間する側に形成されていることが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, it is preferable that the cooling water outlet of the second circulation path in the engine block is formed on the side away from the cooling water inlet to the engine block.
かかる構成を備える冷却装置によれば、エンジンブロックにおける前記第2循環経路の冷却水の流出口が、当該エンジンブロックへの冷却水の流入口から離間する側に形成されているため、シリンダボア上部を更に効率的に冷却することができる。 According to the cooling device having such a configuration, the cooling water outlet of the second circulation path in the engine block is formed on the side away from the cooling water inlet to the engine block. Furthermore, it can cool efficiently.
すなわち、例えば、エンジンが4つのシリンダを備え、第1シリンダから第4シリンダまでが順に直線上に配設されており、エンジンブロックへの冷却水の流入口が第1シリンダの近傍配設されている場合には、この流入口から離間する側(ここでは、第4シリンダの近傍)に前記第2循環経路の冷却水の流出口が形成されていると、流入口から流入した冷却水は、第1シリンダから第4シリンダまでを順次経由して流出口から流出するため、シリンダボア上部を更に効率的に冷却することができるのである。 That is, for example, the engine includes four cylinders, the first cylinder to the fourth cylinder are arranged in a straight line in order, and the coolant inlet to the engine block is arranged in the vicinity of the first cylinder. If the cooling water outlet of the second circulation path is formed on the side away from the inlet (here, in the vicinity of the fourth cylinder), the cooling water flowing in from the inlet is Since the gas flows out from the outlet through the first cylinder to the fourth cylinder in order, the upper part of the cylinder bore can be cooled more efficiently.
また、本発明に係る冷却装置は、前記第2循環経路が、冷却水を循環させるウォータポンプが駆動されている際に当該第2循環経路を循環する冷却水の流量を、予め設定された流量閾値以下とするべく構成されていることが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, when the water pump for circulating the cooling water is driven in the second circulation path, the flow rate of the cooling water circulating through the second circulation path is set to a preset flow rate. It is preferably configured to be equal to or less than the threshold value.
かかる構成を備える冷却装置によれば、冷却水を循環させるウォータポンプが駆動されている際に、第2循環経路を循環する冷却水の流量が、予め設定された流量閾値以下となるため、流量閾値を適正な値に設定することによって、暖機を促進することができる。 According to the cooling device having such a configuration, when the water pump that circulates the cooling water is driven, the flow rate of the cooling water that circulates through the second circulation path is equal to or less than a preset flow rate threshold value. By setting the threshold value to an appropriate value, warm-up can be promoted.
また、本発明に係る冷却装置は、前記第2循環経路が、当該第2循環経路を構成する配管の直径が、予め設定された直径閾値以下に設定されていることが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, it is preferable that the second circulation path has a diameter of a pipe constituting the second circulation path set to be equal to or smaller than a preset diameter threshold value.
かかる構成を備える冷却装置によれば、第2循環経路を構成する配管の直径が、予め設定された直径閾値以下に設定されているため、直径閾値を適正な値に設定することによって、簡素な構成で暖機を促進することができる。 According to the cooling device having such a configuration, since the diameter of the pipe constituting the second circulation path is set to be equal to or smaller than a preset diameter threshold, the diameter threshold is set to an appropriate value, thereby simplifying. Warm-up can be promoted by the configuration.
すなわち、例えば、冷却水を循環させるウォータポンプの流量を制御することによって、第2循環経路を循環する冷却水の流量を予め設定された流量閾値以下とする場合には、ウォータポンプを流量可変ポンプとする必要がある。一方、第2循環経路を構成する配管の直径が、予め設定された直径閾値以下に設定し、この直径閾値を適正な値に設定することによって、第2循環経路を循環する冷却水の流量を予め設定された流量閾値以下とする場合には、ウォータポンプを流量可変ポンプとする必要はないので、簡素な構成で暖機を促進することができるのである。 That is, for example, when controlling the flow rate of the water pump that circulates the cooling water so that the flow rate of the cooling water that circulates in the second circulation path is less than or equal to a preset flow rate threshold value, the water pump is a variable flow rate pump. It is necessary to. On the other hand, the flow rate of the cooling water circulating through the second circulation path is set by setting the diameter of the pipe constituting the second circulation path to be equal to or smaller than a preset diameter threshold value and setting the diameter threshold value to an appropriate value. When the flow rate is set to be equal to or lower than a preset flow rate threshold value, the water pump does not need to be a variable flow rate pump, so warm-up can be promoted with a simple configuration.
また、本発明に係る冷却装置は、前記第2循環経路が、更にEGRバルブを経由して冷却水を循環可能に構成されていることが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, it is preferable that the second circulation path is further configured to be able to circulate cooling water via an EGR valve.
かかる構成を備える冷却装置によれば、第2循環経路が、更にEGRバルブを経由して冷却水を循環可能に構成されているため、EGRバルブの凍結を防止することができる。 According to the cooling device having such a configuration, the second circulation path is further configured to be able to circulate cooling water via the EGR valve, so that the EGR valve can be prevented from freezing.
また、本発明に係る冷却装置は、前記第2循環経路が、更に排気熱回収器を経由して冷却水を循環可能に構成されていることが好ましい。 In the cooling device according to the present invention, it is preferable that the second circulation path is configured to be able to circulate cooling water via an exhaust heat recovery device.
かかる構成を備える冷却装置によれば、第2循環経路が、更に排気熱回収器を経由して冷却水を循環可能に構成されているため、排気熱回収器における冷却水の沸騰を回避することができる。 According to the cooling device having such a configuration, since the second circulation path is configured to be able to circulate the cooling water via the exhaust heat recovery device, the boiling of the cooling water in the exhaust heat recovery device can be avoided. Can do.
また、本発明に係る冷却装置は、前記遮断弁の開閉を指示する開閉指示手段と、エンジン内のシリンダヘッド近傍における冷却水の温度を推定する温度推定手段と、を更に備え、前記開閉指示手段が、前記温度推定手段によって推定された冷却水の温度に基づいて、前記遮断弁の開閉を指示することが好ましい。 The cooling device according to the present invention further comprises an opening / closing instruction means for instructing opening / closing of the shut-off valve, and a temperature estimation means for estimating a temperature of cooling water in the vicinity of a cylinder head in the engine, wherein the opening / closing instruction means However, it is preferable to instruct the opening and closing of the shutoff valve based on the temperature of the cooling water estimated by the temperature estimating means.
かかる構成を備える冷却装置によれば、エンジン内のシリンダヘッド近傍における冷却水の温度が推定され、推定された冷却水の温度に基づいて、前記遮断弁の開閉が指示されるため、前記遮断弁を適正に開閉することができる。 According to the cooling device having such a configuration, the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head in the engine is estimated, and the opening / closing of the shut-off valve is instructed based on the estimated temperature of the cooling water. Can be opened and closed properly.
すなわち、例えば、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度が高い(例えば、90℃以上である)場合には、遮断弁を開状態として、エンジン及びヒータコアを経由する第1循環経路に冷却水を循環させて、シリンダヘッド近傍の冷却能力を高めることによって、ピストン打音を抑制することができる。一方、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度が低い(例えば、90℃未満である)場合には、遮断弁を閉状態として、エンジン及びヒータコアを経由する第1循環経路における冷却水の循環を停止させて、暖機を促進することができる。 That is, for example, when the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head is high (for example, 90 ° C. or higher), the shut-off valve is opened and the cooling water is circulated through the first circulation path passing through the engine and the heater core. By increasing the cooling capacity in the vicinity of the cylinder head, piston hitting noise can be suppressed. On the other hand, when the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head is low (for example, less than 90 ° C.), the shutoff valve is closed to stop the circulation of the cooling water in the first circulation path via the engine and the heater core. Warming up can be promoted.
また、本発明に係る冷却装置は、シリンダヘッドの下流側における冷却水の温度を検出する温度センサを更に備え、前記温度推定手段が、前記温度センサによって検出された冷却水の温度に基づいて、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度を推定することが好ましい。 The cooling device according to the present invention further includes a temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water on the downstream side of the cylinder head, and the temperature estimation means is based on the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor, It is preferable to estimate the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head.
かかる構成を備える冷却装置によれば、温度センサによって、シリンダヘッドの下流側における冷却水の温度が検出され、検出された冷却水の温度に基づいて、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度が推定されるため、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度を正確に推定することができるので、前記遮断弁を更に適正に開閉することができる。 According to the cooling device having such a configuration, the temperature sensor detects the temperature of the cooling water on the downstream side of the cylinder head, and estimates the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head based on the detected temperature of the cooling water. Therefore, since the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head can be accurately estimated, the shutoff valve can be opened and closed more appropriately.
本発明に係る冷却装置によれば、前記遮断弁を遮断状態とすることによって、エンジンを経由して、ラジエータを経由しない冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水を遮断して、エンジン及びスロットルボディ経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水を導通することができるため、暖機を促進すると共に、スロットルボディの凍結を防止することができる。また、前記第2循環経路が、エンジンブロックにおいて、その上部を連通して形成されているため、ピストン打音を抑制することができる。 According to the cooling device of the present invention, the cooling water that circulates through the first circulation path, which is the circulation path of the cooling water that does not pass through the radiator, passes through the engine by shutting off the shutoff valve. Thus, since the cooling water circulating through the second circulation path, which is the cooling water circulation path via the engine and the throttle body, can be conducted, warm-up can be promoted and the throttle body can be prevented from freezing. Further, since the second circulation path is formed in the engine block so as to communicate with the upper part thereof, it is possible to suppress piston hitting sound.
−従来の冷却装置300の構成−
本発明の実施形態を説明する前に、図12を参照して、従来の冷却装置の構成について説明する。図12は、従来の冷却装置300の一例を示す構成図である。図12に示すように、冷却水の循環経路には、サーモスタット11、ウォータポンプ1A、エンジン2、ヒータコア41、EGRクーラ42、排気熱回収器43、スロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、ラジエータ6が配設されている。
-Configuration of conventional cooling device 300-
Before describing the embodiment of the present invention, the configuration of a conventional cooling device will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a configuration diagram illustrating an example of a
図12に示すサーモスタット11、エンジン2、ヒータコア41、EGRクーラ42、排気熱回収器43、スロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、ラジエータ6は、それぞれ、図1に示すサーモスタット11、エンジン2、ヒータコア41、EGRクーラ42、排気熱回収器43、スロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、ラジエータ6と略同一の構成を有するため、図1を参照して後述する。
The
ウォータポンプ1Aは、冷却水を循環するポンプであって、吐出流量が制御可能に構成された流量可変ポンプである。また、ウォータポンプ1Aは、図略のECUからの指示に基づいて吐出流量が制御される。なお、従来の冷却装置300においては、後述するように、エンジンが暖機運転状態である場合に、吐出流量を微小流量(例えば、毎分1リットル)に制御するために、ウォータポンプ1Aを流量可変ポンプとする必要がある。
The
また、冷却装置300は、エンジン2から冷却水配管P51、冷却水配管P52、ヒータコア41、冷却水配管P53、冷却水配管P54、EGRクーラ42、冷却水配管P56、冷却水配管P58、冷却水配管P62、及び、サーモスタット11を順次経由して、ウォータポンプ1Aに戻る第1循環経路を備える。なお、第1循環経路において、冷却水配管P55、排気熱回収器43、及び、冷却水配管P57は、冷却水配管P54、EGRクーラ42、及び、冷却水配管P56と並列接続されている。
In addition, the
更に、冷却装置300は、エンジン2から冷却水配管P51、冷却水配管P59、スロットルボディ51、冷却水配管P60、EGRバルブ52、冷却水配管P62、及び、サーモスタット11を順次経由して、ウォータポンプ1Aに戻る第2循環経路を備える。
Further, the
加えて、冷却装置300は、エンジン2から冷却水配管P63、ラジエータ6、冷却水配管P64、及び、サーモスタット11を順次経由して、ウォータポンプ1Aに戻る第3循環経路を備える。
In addition, the
エンジンが暖機運転状態である場合には、ウォータポンプ1Aの吐出流量を微小流量(例えば、毎分1リットル)に制御することによって、暖機を促進すると共に、スロットルボディ51の凍結を防止することができる。しかしながら、エンジン2のシリンダボア上部が高温となって、熱膨張により変形して、ピストン打音が大きくなる虞がある。
When the engine is in a warm-up operation state, by controlling the discharge flow rate of the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、暖機を促進し、スロットルボディ51の凍結を防止すると共に、ピストン打音を抑制することの可能な冷却装置を提供することを目的としている。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cooling device that promotes warm-up, prevents freezing of the
−冷却装置100の構成−
図1は、本発明に係る冷却装置100の一例を示す構成図である。まず、冷却装置100における冷却水の循環経路について図1を参照して説明する。図1に示すように、冷却水の循環経路には、ウォータポンプ1、サーモスタット11、エンジン2、電動バルブ3、ヒータコア41、EGRクーラ42、排気熱回収器43、スロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、ラジエータ6が配設されている。
-Configuration of cooling device 100-
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a
ウォータポンプ1は、冷却水の循環経路内において冷却水を循環させるものである。なお、図12に示す冷却装置300においては、ウォータポンプ1Aを流量可変ポンプとする必要があるが、ウォータポンプ1は、吐出流量が可変である必要はない。すなわち、ウォータポンプ1は、流量可変ポンプであっても、流量可変ポンプではないポンプ(例えば、一般的な機械式のポンプ)であってもよい。後者の場合には、装置を簡素化することができる。
The
サーモスタット11は、ラジエータ6とウォータポンプ1との間の水路を遮断又は導通するものであって、例えば、冷却水の温度の高低に応じて膨張、収縮するサーモワックスを駆動源として弁体(バルブ)を駆動することができる。具体的には、冷却水温度が比較的低い(例えば、80℃未満である)場合には、サーモスタット11は、バルブを閉状態とすることによってラジエータ6とウォータポンプ1との間の水路を遮断し、ラジエータ6に冷却水を流さない状態とする。一方、冷却水温度が比較的高い(例えば、80℃以上である)場合には、サーモスタット11は、バルブを開状態とすることによってラジエータ6とウォータポンプ1との間の水路を導通し、ラジエータ6に冷却水の一部を流すことでその冷却水が回収した熱をラジエータ6によって大気に放出する。
The
エンジン2は、シリンダブロック内に、それぞれ、ピストンが挿入され、燃焼室を形成する複数の(例えば、4個の)シリンダボア281〜284(図3参照)を備え、車両の駆動源として機能する。また、エンジン2は、シリンダボア壁を冷却するウォータジャケット22を備えている。ウォータジャケット22には、水路21を介して、ウォータポンプ1から冷却水が供給可能に構成されている。
The
ウォータジャケット22の冷却水下流側には、3本の冷却水配管P11、P18、P22が接続されている。冷却水配管P11は、ウォータジャケット22からの冷却水を、ヒータコア41、EGRクーラ42、及び、排気熱回収器43へ搬送する配管である。冷却水配管P18は、ウォータジャケット22からの冷却水を、スロットルボディ51、及び、EGRバルブ52へ搬送する配管である。また、冷却水配管P11には、電動バルブ3が介設されている。冷却水配管P22は、ウォータジャケット22からの冷却水を、ラジエータ6へ搬送する配管である。
Three cooling water pipes P <b> 11, P <b> 18 and P <b> 22 are connected to the cooling water downstream side of the
また、エンジン2には、ウォータジャケット22から冷却水配管P11、P22に接続される水路23、24、25が形成されている。水路23は、ウォータジャケット22の冷却水下流側に形成され、水路23の冷却水下流側は分岐して、水路24、25に接続されている。水路24、25は、それぞれ、冷却水配管P22、P11に接続されている。また、水路23の近傍には、水温センサ27が配設されている。更に、エンジン2には、ウォータジャケット22から冷却水配管P18に接続される水路26が形成されている。
Further,
水温センサ27は、ウォータジャケット22の冷却水下流側(ここでは、水路23)の冷却水の温度を検出するものである。検出した温度信号は、後述するECU7(図4を用いて後述する水温検出部71)へ出力される。ここで、水温センサ27は、特許請求の範囲に記載の温度センサに相当する。本実施形態では、水温センサ27が、ウォータジャケット22の冷却水下流側の水路23に配設されている場合について説明するが、水温センサ27が、ウォータジャケット22等に配設されている形態でもよい。
The
ヒータコア41は、ウォータジャケット22から排出された冷却水の熱を利用して、車室内を暖房するものであって、エアコンディショナの送風ダクトに臨んで配設されている。すなわち、車室内の暖房時には送風ダクト内を流れる空調風をヒータコア41に通過させて、温風として車室内に供給する一方、それ以外の場合(例えば、冷房時)には空調風がヒータコア41をバイパスするべく構成されている。ヒータコア41を通過した冷却水は、冷却水配管P12、P13、又は、冷却水配管P12、P14を介して、EGRクーラ42、及び、排気熱回収器43へ供給される。
The
EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラ42は、排気の一部を吸気系に還流させるEGR通路に配設され、EGR通路を通過(還流)する排気を冷却するものである。ここで、EGR通路は、排気の一部を吸気系に還流させてエンジン2の燃焼室へ再度供給することによって、燃焼温度を低下させ、これによってNOx発生量を低減させるものである。また、このEGR通路には、電子制御によって開閉制御され、EGR通路を流れる排気流量を調整するEGRバルブ52が配設されている。
The EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler 42 is disposed in an EGR passage that recirculates part of the exhaust gas to the intake system, and cools the exhaust gas that passes (refluxs) the EGR passage. Here, the EGR passage is used to reduce the combustion temperature by reducing a part of the exhaust gas to the intake system and supplying the exhaust gas again to the combustion chamber of the
排気熱回収器43は、エンジン2から排出される排気ガスの熱を回収して冷却水の昇温を促進させるものである。EGRクーラ42及び排気熱回収器43の冷却水下流側は、それぞれ、冷却水配管P15、P16が接続され、冷却水配管P15、P16は合流して、冷却水配管P17に接続されている。更に、冷却水配管P17と、EGRバルブ52の冷却水下流側に接続された冷却水配管P20とが合流して、冷却水配管P21に接続され、冷却水配管P21は、サーモスタット11を介して、ウォータポンプ1に接続されている。
The exhaust
このようにして、エンジン2及びヒータコア41を経由して冷却水を循環可能に構成された第1循環経路が形成されている。すなわち、第1循環経路において、ウォータポンプ1から吐出された冷却水は、エンジン2、冷却水配管P11(電動バルブ3)、ヒータコア41、冷却水配管P12、P13(又は、冷却水配管P12、P14)、EGRクーラ42、冷却水配管P15(又は、排気熱回収器43、冷却水配管P16)、及び、冷却水配管P17、P21を順次経由して、サーモスタット11を介して、ウォータポンプ1に戻る。
In this way, a first circulation path configured to circulate the cooling water via the
本実施形態では、第1循環経路が、エンジン2及びヒータコア41を経由して冷却水を循環可能に構成された循環経路である場合について説明するが、第1循環経路が、エンジン2を経由して、ラジエータ6を経由せずに冷却水を循環可能に構成された循環経路であればよい。例えば、第1循環経路が、エンジン2及びEGRクーラ42(又は、排気熱回収器43)を経由して冷却水を循環可能に構成された循環経路である形態でもよい。また、例えば、第1循環経路が、エンジン2を経由してラジエータ6、ヒータコア41等の冷却装置、排熱回収装置等を全く経由せずに、冷却水を循環可能に構成された循環経路である形態でもよい。すなわち、第1循環経路が、ラジエータ6をバイパスする循環経路である形態でもよい。
In the present embodiment, the case where the first circulation path is a circulation path configured to be able to circulate cooling water via the
スロットルボディ51は、エンジン2の吸気通路におけるエアクリーナの下流側に設けられ、吸入空気量を調整するものである。具体的には、スロットルボディ51は、バタフライバルブ等ならなるスロットルバルブと、このスロットルバルブを開閉駆動するスロットルモータと、スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサとを備えている。
The
スロットルボディ51の冷却水下流側は、冷却水配管P19を介して、EGRバルブ52が接続されている。また、EGRバルブ52の冷却水下流側は、冷却水配管P20が接続され、冷却水配管P20は、EGRクーラ42及び排気熱回収器43の冷却水下流側に接続された冷却水配管P17と合流して、冷却水配管P21に接続されている。
An
このようにして、エンジン2及びスロットルボディ51を経由して冷却水を循環可能に構成された第2循環経路が形成されている。すなわち、第2循環経路において、ウォータポンプ1から吐出された冷却水は、エンジン2、冷却水配管P18、スロットルボディ51、冷却水配管P19、EGRバルブ52、及び、冷却水配管P20、P21を順次経由して、サーモスタット11を介して、ウォータポンプ1に戻る。
In this way, a second circulation path configured to circulate cooling water via the
電動バルブ3は、冷却水配管P11内の冷却水を導通、遮断するバルブであって、ECU7(図4を用いて後述する開閉指示部74)からの指示にしたがって開閉制御される。なお、電動バルブ3は、特許請求の範囲に記載の「遮断弁」に相当する。具体的には、エンジン2が暖機運転状態である場合には、電動バルブ3が閉状態とされ、エンジン2及びヒータコア41を経由して冷却水を循環可能に構成された第1循環経路における冷却水の循環が遮断される。また、この場合には、エンジン2及びスロットルボディ51を経由して冷却水を循環可能に構成された第2循環経路には冷却水が循環される。一方、エンジン2が暖機運転状態ではない場合には、電動バルブ3が開状態とされ、エンジン2及びヒータコア41を経由して冷却水を循環可能に構成された第1循環経路においても冷却水が循環される。
The
このようにして、電動バルブ3を閉状態とすることによって、エンジン2及びヒータコア41を経由する冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水を遮断して、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水を導通することができるため、暖機を促進すると共に、スロットルボディ51及びEGRバルブ52の凍結を防止することができる。
In this way, by closing the
本実施形態では、特許請求の範囲に記載の「遮断弁」が電動バルブ3である場合について説明するが、「遮断弁」がその他の種類の遮断弁(例えば、負圧によって駆動される負圧弁等)である形態でもよい。
In the present embodiment, the case where the “shutoff valve” described in the claims is the
また、本実施形態では、第2循環経路において、冷却水の上流側にスロットルボディ51が接続され、下流側にEGRバルブ52が配設されている場合について説明するが、第2循環経路にスロットルボディ51及びEGRバルブ52が配設されている形態であればよい。例えば、第2循環経路において、冷却水の上流側にEGRバルブ52が接続され、下流側にスロットルボディ51が配設されている形態でもよい。また、例えば、第2循環経路において、EGRバルブ52及びスロットルボディ51が、冷却水配管P18の下流側に並列に接続されている形態でもよい。
In the present embodiment, the case where the
ラジエータ6は、冷却水と外気(走行風及び冷却ファンの駆動による送風)との間で熱交換を行い、外気に放熱することによって冷却水を冷却するものである。また、ラジエータ6の冷却水下流側は、冷却水配管P23を介して、サーモスタット11に接続されている。
The
このようにして、エンジン2及びラジエータ6を経由して冷却水を循環可能に構成された第3循環経路が形成されている。すなわち、第3循環経路において、ウォータポンプ1から吐出された冷却水は、エンジン2、冷却水配管P22、ラジエータ6、及び、冷却水配管P23を順次経由して、サーモスタット11を介して、ウォータポンプ1に戻る。
In this way, a third circulation path configured to circulate the cooling water via the
−第2循環経路の構成について−
また、エンジン2及びスロットルボディ51を経由して冷却水を循環可能に構成された第2循環経路は、冷却水を循環させるウォータポンプ1が駆動されている際に当該第2循環経路を循環する冷却水の流量を、予め設定された流量閾値(例えば、2リットル/分)以下とするべく構成されている。
-About the configuration of the second circulation path-
The second circulation path configured to be able to circulate the cooling water via the
このように、冷却水を循環させるウォータポンプ1が駆動されている際に、第2循環経路を循環する冷却水の流量が、予め設定された流量閾値以下となるため、流量閾値を適正な値(例えば、2リットル/分)に設定することによって、暖機を促進することができる。
As described above, when the
具体的には、本実施形態においては、第2循環経路を構成する冷却水配管P18、P19、P20の直径を予め設定された直径閾値以下に設定することによって、第2循環経路を循環する冷却水の流量を、予め設定された流量閾値(例えば、2リットル/分)以下とするべく構成されている。 Specifically, in the present embodiment, the cooling water pipes P18, P19, and P20 constituting the second circulation path are set to have a diameter that is equal to or smaller than a preset diameter threshold value, thereby cooling the second circulation path. The flow rate of water is configured to be equal to or lower than a preset flow rate threshold value (for example, 2 liters / minute).
このようにして、第2循環経路を構成する冷却水配管P18、P19、P20の直径が、予め設定された直径閾値以下に設定されているため、直径閾値を適正な値(例えば、10mm)に設定することによって、簡素な構成で暖機を促進することができる。ここでは、冷却水配管P18、P19、P20の直径は、例えば、8mmに設定されている。 In this way, since the diameters of the cooling water pipes P18, P19, and P20 constituting the second circulation path are set to be equal to or smaller than the preset diameter threshold value, the diameter threshold value is set to an appropriate value (for example, 10 mm). By setting, warm-up can be promoted with a simple configuration. Here, the diameters of the cooling water pipes P18, P19, and P20 are set to 8 mm, for example.
すなわち、例えば、冷却水を循環させるウォータポンプの流量を制御することによって、第2循環経路を循環する冷却水の流量を予め設定された流量閾値以下とする場合には、ウォータポンプを流量可変ポンプとする必要がある(図12参照)。一方、第2循環経路を構成する冷却水配管P18、P19、P20の直径を予め設定された直径閾値以下に設定し、この直径閾値を適正な値(例えば、10mm)に設定することによって、第2循環経路を循環する冷却水の流量を予め設定された流量閾値(例えば、2リットル/分)以下とする場合には、ウォータポンプ1を流量可変ポンプとする必要はないので、簡素な構成で暖機を促進することができるのである。
That is, for example, when controlling the flow rate of the water pump that circulates the cooling water so that the flow rate of the cooling water that circulates in the second circulation path is less than or equal to a preset flow rate threshold value, the water pump is a variable flow rate pump. (See FIG. 12). On the other hand, by setting the diameters of the cooling water pipes P18, P19, P20 constituting the second circulation path to be equal to or smaller than a preset diameter threshold value, and setting the diameter threshold value to an appropriate value (for example, 10 mm), When the flow rate of the cooling water circulating through the two circulation paths is set to a preset flow rate threshold value (for example, 2 liters / minute) or less, the
なお、本実施形態では、冷却水配管P18、P19、P20の直径を直径閾値以下に設定することによって第2循環経路を循環する冷却水の流量を流量閾値以下とする場合について説明するが、その他の方法によって第2循環経路を循環する冷却水の流量を流量閾値以下とする形態でもよい。例えば、第2循環経路を循環する冷却水の流量を流量閾値以下に制限する手段(例えば、絞り弁、オリフィス等)を配設する形態でもよい。 In this embodiment, the case where the flow rate of the cooling water circulating through the second circulation path is set to be equal to or less than the flow rate threshold by setting the diameters of the cooling water pipes P18, P19, and P20 to be equal to or less than the diameter threshold value will be described. The form which makes the flow volume of the cooling water which circulates through a 2nd circulation path below a flow volume threshold value by the method of this. For example, a configuration may be provided in which means (for example, a throttle valve, an orifice, etc.) for limiting the flow rate of the cooling water circulating through the second circulation path to a flow rate threshold value or less.
次に、第2循環経路を構成する水路26及び冷却水配管P18の配設位置について図2、図3を参照して説明する。図2は、図1に示す第2循環経路のエンジンブロック2Aにおける冷却水の流出口の一例を示す縦断面図である。図3は、図1に示す第2循環経路のエンジンブロック2Aにおける冷却水の流出口の一例を示す横断面図である。
Next, the arrangement positions of the
図2に示すように、シリンダボア28(ここでは、図3に示すシリンダボア281〜284を総称してシリンダボア28という)の側面に沿ってウォータジャケット22が形成されている。また、エンジンブロック2Aの上端部近傍(すなわち、図略のシリンダヘッド近傍)には、ウォータジャケット22に連通する水路26が形成され、水路26は、冷却水配管P18を介して、スロットルボディ51に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
このように、第2循環経路を構成する水路26及び冷却水配管P18が、エンジンブロック2Aにおいて、その上部(ここでは、エンジンブロック2Aの上端部近傍)を連通して構成されているため、ピストン打音を抑制することができる。
As described above, the
すなわち、ピストン打音は、シリンダボア28上部が高温となって熱膨張により変形して発生するものであり、エンジンブロック2Aの上部(ここでは、エンジンブロック2Aの上端部近傍)を連通して形成された第2循環経路を流れる冷却水によって、シリンダボア28上部が冷却されるため、ピストン打音を抑制することができるのである。
That is, the piston hitting sound is generated when the upper part of the cylinder bore 28 becomes hot and deforms due to thermal expansion, and is formed by communicating with the upper part of the
本実施形態では、第2循環経路を構成する水路26及び冷却水配管P18が、エンジンブロック2Aの上端部近傍に配設されている場合について説明するが、第2循環経路を構成する水路26及び冷却水配管P18は、エンジンブロック2Aの上部に配設されていればよい。
In the present embodiment, the case where the
また、図3に示すように、第2循環経路を構成する水路26(エンジンブロック2Aにおける冷却水の流出口に相当する)は、エンジンブロック2Aに形成された水路21(エンジンブロック2Aへの冷却水の流入口に相当する)から離間する側に形成されている。ここでは、水路21が、エンジンブロック2Aの図3における左下端に形成され、水路26が、エンジンブロック2Aの図3における右上端に形成されている。
Further, as shown in FIG. 3, a water channel 26 (corresponding to an outlet of cooling water in the
この場合には、図3に矢印で示すように、水路21からウォータジャケット22に流入した冷却水は、ウォータジャケット22内を、シリンダボア281、282、283、284の外周を順次経由して、水路26から排出される。したがって、シリンダボア28上部を更に効率的に冷却することができる。
In this case, as indicated by an arrow in FIG. 3, the cooling water flowing into the
本実施形態では、水路26が、エンジンブロック2Aの右上端に形成されている場合について説明したが、水路26が、水路21から離間する側に形成されていればよい。例えば、図3に破線で示すように、水路26が、エンジンブロック2Aの図3における右端に形成されている形態でもよい。
In the present embodiment, the case where the
−ECU7−
次に、図4を参照して、ECU7の構成について説明する。図4は、図1に示すECU7における機能構成の構成の一例を示す機能構成図である。ここで、ECU7は、電動バルブ3等を制御するものであって、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び、バックアップRAMを備えている。
-ECU7-
Next, the configuration of the
ROMには、各種制御プログラム、及び、各種制御プログラムを実行する際に参照されるテーブルデータ(又は、マップデータ)等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムを読み出して実行することによって種々の処理を行う。また、RAMは、CPUでの処理の結果、各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップRAMは、例えばエンジン2の停止時に、保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
The ROM stores various control programs and table data (or map data) that is referred to when the various control programs are executed. The CPU performs various processes by reading and executing various control programs stored in the ROM. The RAM is a memory that temporarily stores data input from each sensor as a result of processing by the CPU. The backup RAM is a non-volatile memory that stores data to be saved when the
ECU7には、水温センサ27、エンジン2の回転数Neを検出するエンジン回転数センサ271、エンジン2に供給される吸気量Qiを検出する吸気量センサ272などが接続されており、水温センサ27、エンジン回転数センサ271、吸気量センサ272などからの検出信号がECU7に入力される。また、ECU7には、制御対象として、電動バルブ3などが接続されている。
The
また、ECU7において、CPUは、ROMに記憶された制御プログラムを読み出して実行することによって、機能的に、水温検出部71、トルク推定部72、温度推定部73、及び、開閉指示部74として機能する。なお、本発明に係る冷却装置100は、水温検出部71、トルク推定部72、温度推定部73、及び、開閉指示部74を備えている。
In the
水温検出部71は、水温センサ27を介して、ウォータジャケット22の冷却水下流側(ここでは、水路23)の冷却水の温度Twを検出する機能部である。
The water
トルク推定部72は、エンジン回転数センサ271によって検出されたエンジン回転数Ne、及び、吸気量センサ272によって検出された吸気量Qiに基づいて、エンジン2の出力トルクTrを推定する機能部である。ここで、トルク推定部72は、特許請求の範囲に記載の「温度推定手段」の一部に相当する。
The
温度推定部73は、水温検出部71によって検出されたウォータジャケット22の冷却水下流側(ここでは、水路23)の冷却水の温度Tw、エンジン回転数センサ271によって検出されたエンジン回転数Ne、及び、トルク推定部72によって推定されたエンジン2の出力トルクTrに基づいて、エンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsを推定する機能部である。ここで、温度推定部73は、特許請求の範囲に記載の「温度推定手段」の一部に相当する。
The
開閉指示部74は、温度推定部73によって推定された温度Tsに基づいて、電動バルブ3の開閉を指示する機能部である。ここで、開閉指示部74は、特許請求の範囲に記載の「開閉指示手段」に相当する。具体的には、開閉指示部74は、温度Tsが予め設定された閾値温度Tsth(例えば、90℃)以上である場合には、エンジン2が暖機運転状態ではないと判定して、電動バルブ3を開状態とし、温度Tsが閾値温度Tsth未満である場合には、エンジン2が暖機運転状態であると判定して、電動バルブ3を閉状態とする。
The opening /
このようにして、エンジン2内のシリンダヘッド近傍における冷却水の温度Tsが推定され、推定された冷却水の温度Tsに基づいて、電動バルブ3の開閉が指示されるため、電動バルブ3を適正に開閉することができる。
Thus, the temperature Ts of the cooling water in the vicinity of the cylinder head in the
すなわち、例えば、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度Tsが高い(例えば、90℃以上)である場合には、電動バルブ3を開状態として、エンジン2及びヒータコア41を経由する第1循環経路に冷却水を循環させて、シリンダヘッド近傍の冷却能力を高めることによって、エンジン2を適正に冷却することができると共に、ヒータコア41、EGRクーラ42、及び、排気熱回収器43を経由して冷却水を循環することができる。一方、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度Tsが低い(例えば、90℃未満)である場合には、電動バルブ3を閉状態として、エンジン2及びヒータコア41を経由する第1循環経路における冷却水の循環を停止させて、暖機を促進することができる。
That is, for example, when the temperature Ts of the cooling water in the vicinity of the cylinder head is high (for example, 90 ° C. or higher), the
また、水温センサ27によって、シリンダヘッドの下流側における冷却水の温度Twが検出され、検出された冷却水の温度Twに基づいて、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度Tsが推定されるため、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度Tsを正確に推定することができるので、電動バルブ3を更に適正に開閉することができる。
Further, the coolant temperature Tw is detected by the
本実施形態では、温度推定部73が、ウォータジャケット22の冷却水下流側(ここでは、水路23)の冷却水の温度Tw、エンジン回転数Ne、及び、エンジン出力トルクTrに基づいて、エンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsを推定する場合について説明したが、温度推定部73が、その他の方法でエンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsを推定する形態でもよい。
In the present embodiment, the
例えば、エンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsを検出する温度センサを備え、温度推定部73が、検出された温度Tsに基づいて、エンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsを推定する形態でもよい。この場合には、エンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsを正確に推定することができる。
For example, a temperature sensor that detects the temperature Ts of the cooling water in the vicinity of the cylinder head in the
−暖機運転状態である場合−
図5は、エンジン2が暖機運転状態である場合の、図1に示す冷却装置100の状態の一例を示す図である。エンジン2が暖機運転状態である場合には、ECU7の開閉指示部74によって、電動バルブ3が閉状態とされる。よって、エンジン2及びヒータコア41を経由する冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水が遮断される。一方、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水は導通し、図に実線の矢印で示すように冷却水が循環する。したがって、暖機を促進すると共に、スロットルボディ51及びEGRバルブ52の凍結を防止することができる。
-When warming up-
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the state of the
図6は、図1に示す冷却装置におけるピストン打音の抑制効果の一例を示すグラフである。図の横軸は、エンジン2の始動後の経過時間であって、縦軸は、エンジンブロック2Aを構成する外壁の振動(ここでは、周波数が1kHz〜5kHzの範囲にある振動)の振幅である。破線で示すグラフG1は、エンジン2が暖機運転状態である場合に、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水を遮断した場合(例えば、ウォータポンプ1を停止した場合)の振幅の変化を示すグラフである。実線で示すグラフG2は、エンジン2が暖機運転状態である場合に、図5に示すように、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水を導通した場合の振幅動の変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of the effect of suppressing the piston hitting sound in the cooling device shown in FIG. The horizontal axis in the figure is the elapsed time after the
第2循環経路を循環する冷却水を遮断した場合には、グラフG1に示すように、急激に振幅が増大し、ピストン打音が大きくなる。これに対して、第2循環経路を循環する冷却水を導通した場合には、グラフG2に示すように、振幅の増大が抑制され、ピストン打音が大きくなることはない。このように、第2循環経路を循環する冷却水を導通することによって、ピストン打音を効果的に抑制することができる。 When the cooling water circulating through the second circulation path is shut off, as shown in the graph G1, the amplitude suddenly increases and the piston hitting sound increases. On the other hand, when the cooling water circulating through the second circulation path is conducted, the increase in amplitude is suppressed and the piston hitting sound does not increase as shown in the graph G2. In this way, piston striking sound can be effectively suppressed by conducting the cooling water circulating through the second circulation path.
−暖機運転状態ではない場合−
図7は、エンジン2が暖機運転状態である場合の、図1に示す冷却装置100の状態の一例を示す図である。ただし、ここでは、便宜上、サーモスタット11によって、ラジエータ6とウォータポンプ1との間の水路が遮断されている場合について説明する。
-When not in warm-up mode-
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the state of the
エンジン2が暖機運転状態ではない場合には、ECU7の開閉指示部74によって、電動バルブ3が開状態とされる。よって、エンジン2及びヒータコア41を経由する冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水が導通され、図に破線の矢印で示すように冷却水が循環する。また、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水も導通され、図に実線の矢印で示すように冷却水が循環する。したがって、エンジン2を適正に冷却することができると共に、ヒータコア41、EGRクーラ42、及び、排気熱回収器43を経由して冷却水を循環することができる。
When the
−ECU7の動作−
図8は、図4に示すECUの動作の一例を示すフローチャートである。まず、ステップS101において、水温検出部71によって、水温センサ27を介して、ウォータジャケット22の冷却水下流側(ここでは、水路23)の冷却水の温度Twが検出される。そして、ステップS103において、トルク推定部72によって、エンジン回転数センサ271によって検出されたエンジン回転数Neが取得される。次いで、ステップS105において、トルク推定部72によって、吸気量センサ272によって検出された吸気量Qiが取得される。
-Operation of ECU7-
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the ECU shown in FIG. First, in step S <b> 101, the water
次に、ステップS107において、トルク推定部72によって、ステップS103において取得されたエンジン回転数Ne、及び、ステップS105において取得された吸気量Qiに基づいて、エンジン2の出力トルクTrが推定される。そして、ステップS109において、温度推定部73によって、ステップS101において検出された冷却水の温度Tw、ステップS103において取得されたエンジン回転数Ne、及び、ステップS107において推定されたエンジン2の出力トルクTrに基づいて、エンジン2内におけるシリンダヘッド近傍の冷却水の温度Tsが推定される。
Next, in step S107, the
次いで、ステップS111において、開閉指示部74によって、ステップS109において推定された温度Tsが、閾値温度Tsth(例えば、90℃)以上であるか否かの判定が行われる。ステップS111でYESの場合には、処理がステップS113に進められる。一方、ステップS111でNOの場合には、処理がステップS115に進められる。
Next, in step S111, the opening /
ステップS113において、開閉指示部74によって、エンジン2が暖機運転状態ではないと判定されて、電動バルブ3が開状態とされ、処理がステップS101へリターンされる。そして、ステップS101以降の処理が繰り返し実行される。また、ステップS115において、開閉指示部74によって、エンジン2が暖機運転状態であると判定されて、電動バルブ3が閉状態とされ、処理がステップS101へリターンされる。そして、ステップS101以降の処理が繰り返し実行される。
In step S113, the open /
このようにして、エンジン2内のシリンダヘッド近傍における冷却水の温度Tsが推定され、推定された冷却水の温度Tsに基づいて、電動バルブ3の開閉が指示されるため、電動バルブ3を適正に開閉することができる。
Thus, the temperature Ts of the cooling water in the vicinity of the cylinder head in the
−冷却装置200の構成−
次に、図9〜図11を参照して、本発明の他の実施形態に係る冷却装置200の構成について説明する。図9は、本発明の他の実施形態に係る冷却装置200の一例を示す構成図である。なお、以下の説明において、冷却装置200の構成のうち、冷却装置100と共通する構成については、同一の参照符号を付し、その説明を簡略化する。
-Configuration of cooling device 200-
Next, with reference to FIGS. 9-11, the structure of the
まず、冷却装置200の構成のうち、冷却装置100と共通する構成について説明する。冷却装置200は、冷却装置100と同様に、冷却水の循環経路に、ウォータポンプ1、サーモスタット11、エンジン2、電動バルブ3、ヒータコア41、EGRクーラ42、排気熱回収器43、スロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、ラジエータ6が配設されている。また、エンジン2には、水路21、23、24、25、26及びウォータジャケット22が形成されている。更に、水路23の近傍には、水温センサ27が配設されている。加えて、電動バルブ3の開閉制御を行うECU7が配設されている。
First, a configuration common to the
次に、冷却装置200の構成のうち、冷却装置100と相違する構成について説明する。冷却装置200は、エンジン2及びスロットルボディ51を経由して冷却水を循環可能に構成された第2循環経路が、排気熱回収器43を経由して冷却水を循環可能に構成されている点において冷却装置100と相違している。この点について、以下に詳細に説明する。
Next, a configuration different from the
まず、冷却装置200では、図9に示すように、第1循環経路において、ウォータポンプ1から吐出された冷却水は、エンジン2、冷却水配管P31(電動バルブ3)、ヒータコア41、冷却水配管P32、P33(又は、冷却水配管P32、P35)、EGRクーラ42、冷却水配管P36(又は、排気熱回収器43、冷却水配管P37)、及び、冷却水配管P38を順次経由して、サーモスタット11を介して、ウォータポンプ1に戻る。
First, in the
また、第2循環経路において、ウォータポンプ1から吐出された冷却水は、エンジン2、冷却水配管P39、スロットルボディ51、冷却水配管P40、EGRバルブ52、冷却水配管P41、排気熱回収器43、冷却水配管P37、及び、冷却水配管P38を順次経由して、サーモスタット11を介して、ウォータポンプ1に戻る。
In the second circulation path, the cooling water discharged from the
すなわち、冷却装置200では、第2循環経路に、排気熱回収器43が含まれる点で、冷却装置100と相違している。具体的には、第2循環経路のEGRバルブ52の冷却水下流側に接続された冷却水配管P41が、排気熱回収器43の冷却水上流側端部に接続されている。
That is, the
また、第2循環経路を構成する冷却水配管P39、P40、P41の直径を予め設定された直径閾値以下に設定することによって、第2循環経路を循環する冷却水の流量を、予め設定された流量閾値(例えば、2リットル/分)以下とするべく構成されている。 Moreover, the flow rate of the cooling water circulating through the second circulation path is set in advance by setting the diameters of the cooling water pipes P39, P40, and P41 constituting the second circulation path to be equal to or less than a preset diameter threshold value. The flow rate is set to be equal to or lower than the flow rate threshold (for example, 2 liters / minute).
このようにして、第2循環経路を構成する冷却水配管P39、P40、P41の直径が、予め設定された直径閾値以下に設定されているため、直径閾値を適正な値(例えば、10mm)に設定することによって、簡素な構成で暖機を促進することができる。ここでは、冷却水配管P39、P40、P41の直径は、例えば、8mmに設定されている。 In this way, since the diameters of the cooling water pipes P39, P40, and P41 constituting the second circulation path are set to be equal to or smaller than the preset diameter threshold value, the diameter threshold value is set to an appropriate value (for example, 10 mm). By setting, warm-up can be promoted with a simple configuration. Here, the diameters of the cooling water pipes P39, P40, and P41 are set to 8 mm, for example.
本実施形態では、第2循環経路において、冷却水の上流側から順にスロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、排気熱回収器43が配設されている場合について説明するが、第2循環経路にスロットルボディ51、EGRバルブ52、及び、が接続されていればよい。例えば、第2循環経路において、冷却水の上流側から順に、EGRバルブ52、排気熱回収器43、及び、スロットルボディ51が配設されている形態でもよい。また、例えば、第2循環経路において、EGRバルブ52、スロットルボディ51、及び、排気熱回収器43が、冷却水配管P39の下流側に並列に接続されている形態でもよい。
In the present embodiment, the case where the
−暖機運転状態である場合−
図10は、エンジン2が暖機運転状態である場合の、図9に示す冷却装置200の状態の一例を示す図である。エンジン2が暖機運転状態である場合には、ECU7の開閉指示部74によって、電動バルブ3が閉状態とされる。よって、エンジン2及びヒータコア41を経由する冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水が遮断される。一方、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水は導通し、図に実線の矢印で示すように冷却水が循環する。
-When warming up-
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the state of the
したがって、暖機を促進すると共に、スロットルボディ51及びEGRバルブ52の凍結を防止することができる。また、第2循環経路が、排気熱回収器43を経由して冷却水を循環可能に構成されているため、排気熱回収器43における冷却水の沸騰を回避することができる。
Therefore, warm-up can be promoted and the
−暖機運転状態ではない場合−
図11は、エンジン2が暖機運転状態である場合の、図9に示す冷却装置200の状態の一例を示す図である。ただし、ここでは、便宜上、サーモスタット11によって、ラジエータ6とウォータポンプ1との間の水路が遮断されている場合について説明する。
-When not in warm-up mode-
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the state of the
エンジン2が暖機運転状態ではない場合には、ECU7の開閉指示部74によって、電動バルブ3が開状態とされる。よって、エンジン2及びヒータコア41を経由する冷却水の循環経路である第1循環経路を循環する冷却水が導通され、図に破線の矢印で示すように冷却水が循環する。また、エンジン2及びスロットルボディ51を経由する冷却水の循環経路である第2循環経路を循環する冷却水も導通され、図に実線の矢印で示すように冷却水が循環する。したがって、エンジン2を適正に冷却することができると共に、ヒータコア41、EGRクーラ42、及び、排気熱回収器43を経由して冷却水を循環することができる。
When the
−他の実施形態−
本実施形態では、冷却装置を構成する水温検出部71、トルク推定部72、温度推定部73、及び、開閉指示部74が全てECU7において機能部として実現されている場合について説明したが、水温検出部71、トルク推定部72、温度推定部73、及び、開閉指示部74の少なくとも1つが電子回路等のハードウェアで構成されている形態でもよい。
-Other embodiments-
In the present embodiment, the case where the water
本発明は、エンジンが暖機運転状態である場合に、エンジンを経由して循環する冷却水の流量を制限する冷却装置に利用することができる。 The present invention can be used for a cooling device that restricts the flow rate of cooling water that circulates through an engine when the engine is in a warm-up operation state.
100、200 冷却装置
1 ウォータポンプ
11 サーモスタット
2 エンジン
2A エンジンブロック
22 ウォータジャケット
27 水温センサ
3 電動バルブ
41 ヒータコア
42 EGRクーラ
43 排気熱回収器
51 スロットルボディ
52 EGRバルブ
6 ラジエータ
7 ECU
71 水温検出部
72 トルク推定部(温度推定手段の一部)
73 温度推定部(温度推定手段の一部)
74 開閉指示部(開閉指示手段)
DESCRIPTION OF
71 Water
73 Temperature estimation part (part of temperature estimation means)
74 Open / close instruction section (open / close instruction means)
Claims (9)
エンジンを経由して、ラジエータを経由せずに冷却水を循環可能に構成された第1循環経路と、
前記第1循環経路に介設され、冷却水を導通又は遮断する遮断弁と、
エンジン及びスロットルボディを経由して冷却水を循環可能に構成され、前記第1循環経路と相違する第2循環経路と、を備え、
前記第2循環経路は、エンジンブロックにおいて、その上部を連通して形成されていることを特徴とする冷却装置。 A cooling device that limits the flow rate of cooling water that circulates through the engine when the engine is in a warm-up operation state,
A first circulation path configured to be able to circulate cooling water via an engine and not via a radiator;
A shutoff valve interposed in the first circulation path for conducting or shutting off the cooling water;
A second circulation path that is configured to be able to circulate cooling water via the engine and the throttle body, and is different from the first circulation path,
The second circulation path is formed in the engine block so as to communicate with the upper part thereof.
前記第2循環経路は、シリンダヘッド近傍を連通して形成されていることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1, wherein
The cooling apparatus according to claim 1, wherein the second circulation path is formed to communicate with the vicinity of the cylinder head.
エンジンブロックにおける前記第2循環経路の冷却水の流出口は、当該エンジンブロックへの冷却水の流入口から離間する側に形成されていることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 1 or 2,
The cooling device according to claim 1, wherein the cooling water outlet of the second circulation path in the engine block is formed on a side away from the cooling water inlet to the engine block.
前記第2循環経路は、冷却水を循環させるウォータポンプが駆動されている際に当該第2循環経路を循環する冷却水の流量を、予め設定された流量閾値以下とするべく構成されていることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 3,
The second circulation path is configured to set the flow rate of the cooling water circulating through the second circulation path to be equal to or lower than a preset flow rate threshold value when the water pump that circulates the cooling water is driven. A cooling device characterized by.
前記第2循環経路は、当該第2循環経路を構成する配管の直径が、予め設定された直径閾値以下に設定されていることを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 4, wherein
The cooling apparatus according to claim 2, wherein the second circulation path has a diameter of a pipe constituting the second circulation path set to be equal to or smaller than a preset diameter threshold value.
前記第2循環経路は、更にEGRバルブを経由して冷却水を循環可能に構成されていることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 5,
The cooling apparatus according to claim 2, wherein the second circulation path is configured to be able to circulate cooling water via an EGR valve.
前記第2循環経路は、更に排気熱回収器を経由して冷却水を循環可能に構成されていることを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 6,
The second circulation path is further configured to be able to circulate cooling water via an exhaust heat recovery device.
前記遮断弁の開閉を指示する開閉指示手段と、
エンジン内のシリンダヘッド近傍における冷却水の温度を推定する温度推定手段と、を更に備え、
前記開閉指示手段は、前記温度推定手段によって推定された冷却水の温度に基づいて、前記遮断弁の開閉を指示することを特徴とする冷却装置。 In the cooling device according to any one of claims 1 to 7,
Open / close instruction means for instructing opening / closing of the shutoff valve;
Temperature estimation means for estimating the temperature of cooling water in the vicinity of the cylinder head in the engine,
The said opening / closing instruction | indication means instruct | indicates opening / closing of the said shut-off valve based on the temperature of the cooling water estimated by the said temperature estimation means.
シリンダヘッドの下流側における冷却水の温度を検出する温度センサを更に備え、
前記温度推定手段は、前記温度センサによって検出された冷却水の温度に基づいて、シリンダヘッド近傍における冷却水の温度を推定することを特徴とする冷却装置。 The cooling device according to claim 8, wherein
A temperature sensor for detecting the temperature of the cooling water on the downstream side of the cylinder head;
The cooling device characterized in that the temperature estimation means estimates the temperature of the cooling water in the vicinity of the cylinder head based on the temperature of the cooling water detected by the temperature sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011050091A JP2012184754A (en) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | Cooling system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011050091A JP2012184754A (en) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | Cooling system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012184754A true JP2012184754A (en) | 2012-09-27 |
Family
ID=47015028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011050091A Withdrawn JP2012184754A (en) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | Cooling system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012184754A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160118573A (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-12 | 한온시스템 주식회사 | Cooling water flow control device of EGR cooler for vehicle and method thereof |
CN106414941A (en) * | 2014-05-23 | 2017-02-15 | 日产自动车株式会社 | Cooling circuit for internal combustion engine |
JP2018017227A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 本田技研工業株式会社 | Cooling device of internal combustion engine |
-
2011
- 2011-03-08 JP JP2011050091A patent/JP2012184754A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106414941A (en) * | 2014-05-23 | 2017-02-15 | 日产自动车株式会社 | Cooling circuit for internal combustion engine |
JPWO2015177930A1 (en) * | 2014-05-23 | 2017-04-20 | 日産自動車株式会社 | Internal combustion engine cooling circuit |
US10450938B2 (en) | 2014-05-23 | 2019-10-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cooling circuit for internal combustion engines |
KR20160118573A (en) * | 2015-04-02 | 2016-10-12 | 한온시스템 주식회사 | Cooling water flow control device of EGR cooler for vehicle and method thereof |
KR102159290B1 (en) | 2015-04-02 | 2020-09-23 | 한온시스템 주식회사 | Cooling water flow control device of EGR cooler for vehicle and method thereof |
JP2018017227A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 本田技研工業株式会社 | Cooling device of internal combustion engine |
CN107664060A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 本田技研工业株式会社 | Cooling system for internal combustion engine |
US10161293B2 (en) | 2016-07-29 | 2018-12-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Cooling system for internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6266393B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP5787994B2 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING COOLANT COLLECTION TUBE FOR COOLING DURING COLD OR OPERATION | |
JP6272094B2 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP5993759B2 (en) | Engine intake cooling system | |
RU2628682C2 (en) | Engine system for vehicle | |
JP6090138B2 (en) | Engine cooling system | |
JP2008274900A (en) | Cooling system device for internal combustion engine | |
KR20150072716A (en) | Oil temperature control apparatus and control method thereof | |
JP7253898B2 (en) | Vehicle cooling system control method | |
JP2016164404A (en) | Cooling device for vehicular internal combustion engine, and control method | |
JP2016000971A (en) | Internal combustion engine system with supercharger | |
WO2016043229A1 (en) | Cooling system control device and cooling system control method | |
JP6007128B2 (en) | Exhaust recirculation system cooling system | |
JP2012132422A (en) | Cooling device of internal combustion engine | |
JP2012184754A (en) | Cooling system | |
JP5267654B2 (en) | Engine cooling system | |
JP2012167613A (en) | Engine | |
US11319855B2 (en) | Heat accumulation and dissipation device for internal combustion engine | |
JP2015178787A (en) | Cooling device for vehicular internal combustion engine | |
JP2008082225A (en) | Cooling device for engine | |
JP6604540B2 (en) | Engine cooling system | |
JP2013124546A (en) | Cooling device of vehicle | |
JPWO2014041963A1 (en) | Cooling device for internal combustion engine | |
JP5848906B2 (en) | Vehicle heat exchange device | |
JP2019127836A (en) | Cooling system and control method for cooling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140513 |