JP2012219687A - エンジン冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置において、外気が極低温のときにインタークーラの凍結を防止可能とする。
【解決手段】エンジン冷却装置は、エンジン冷却液循環路２０からインタークーラ冷却液循環路３０へ冷却液を導入可能とするための導入路４１の冷却液流通量を変更するための弁体４３と、インタークーラ冷却液循環路３０の冷却液温度が所定の閾値以下の場合に弁体４３を開く制御部１００とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置に関する。

例えば特許文献１には、過給機付きエンジンのウォータジャケットにエンジン冷却水循環路を接続し、このエンジン冷却水循環路に、過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するためのアフタクーラ冷却水循環路を接続し、前記両方の循環路で独立して冷却液を循環可能にした構成が記載されている。

前記エンジン冷却水循環路には、ラジエータと、このラジエータをバイパスするためのバイパス通路と、冷却水を流動させるためのウォータポンプとが設置されている。

また、前記アフタクーラ冷却水循環路には、過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するためのアフタクーラと、このアフタクーラを冷却するためのクーラ冷却用ラジエータと、このクーラ冷却用ラジエータをバイパスするためのバイパス通路と、冷却水を流動させるためのウォータポンプとが設置されている。

そして、前記エンジン冷却水循環路と前記アフタクーラ冷却水循環路とを連通するための冷却水往路と冷却水復路とにそれぞれサーモスタットを設置している。

この特許文献１では、エンジンの暖機運転時にはエンジン冷却水をクーラ冷却用ラジエータに流通させずにアフタクーラに流通させることにより吸気を積極的に加熱し、暖機完了後の通常運転時にはエンジン冷却水循環路と遮断されたアフタクーラ冷却水循環路内のクーラ冷却水をクーラ冷却用ラジエータを介してアフタクーラに流通させるようにすることにより吸気を冷却するようにしている。

実開昭５７−８１４３７号公報

上記特許文献１は、エンジン冷却水循環路内の冷却水温度に基づいて２つのサーモスタットが開閉動作するようになっていて、例えば外気が極低温のときにアフタクーラの凍結を防止するために、アフタクーラ冷却水循環路内の冷却水温度をトリガーとして前記２つのサーモスタットを開閉させるというような記載はない。

ところで、参考例として、例えば特開２０１０−４３５５５号公報の段落００２２には、シリンダヘッド出口側通路から排出される冷却水の一部をスロットル通路を介してスロットルボディに常に循環させることによりスロットルボディの凍結を防止することが記載されている。この特許文献のエンジンは過給機およびインタークーラを装備していないので、本発明とは前提構成が相違しており、当然ながら、この特許文献にはインタークーラの凍結防止に関連する記載も一切ない。

このような事情に鑑み、本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置において、外気が極低温のときに前記インタークーラの凍結を防止可能とすることを目的としている。

本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置であって、前記エンジン冷却液循環路から前記インタークーラ冷却液循環路へ冷却液を導入可能とするための導入路と、前記インタークーラ冷却液循環路から前記エンジン冷却液循環路へ冷却液を還流可能とするための還流路と、前記導入路の冷却液流通量を変更するための弁体と、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下の場合に前記弁体を開側にする制御部とを備えている、ことを特徴としている。

一般に、エンジンを冷間始動すると、エンジンの燃焼室の熱でもってエンジン冷却液循環路の冷却液が比較的早期に昇温し、エンジンの暖機が完了するとエンジン冷却液循環路の冷却液温度は暖機完了温度に保たれる。

ところで、過給機コンプレッサからの圧縮吸気を水冷式のインタークーラで冷却することを狙いとしている関係より、インタークーラ冷却液循環路の冷却液は比較的低温とする必要がある。しかしながら、例えば外気が極低温である状況においてエンジン冷却液循環路とインタークーラ冷却液循環路とを非連通にしていると、インタークーラ冷却液循環路の冷却液の温度が上昇しないので、インタークーラの外表面に前記圧縮吸気に含まれる水分が付着して凍結することが懸念される。

そこで、本発明では、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度が前記閾値以下である場合に弁体を開くことによりエンジン冷却液循環路とインタークーラ冷却液循環路とを連通させるようにしているので、エンジン冷却液循環路の比較的高温の冷却液が導入路を経てインタークーラ冷却液循環路に導入されることになって、インタークーラ冷却液循環路の冷却液が暖められることになる。そのため、外気が極低温であってもインタークーラの前記凍結が回避されるので、当該インタークーラが前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を過剰に冷却するといった現象が発生せずに済むようになる。

好ましくは、前記制御部は、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えたときに前記弁体を閉側にする、ものとすることができる。

仮に、前記弁体を開いている状態で前記エンジン冷却液循環路の冷却液が暖機完了温度に到達すると、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度も前記エンジン冷却液循環路の冷却液温度とほぼ同じになるので、インタークーラが前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を加熱することになってしまい、前記圧縮吸気が目標吸気温度よりも高くなることが懸念される。

これに対して、本発明の前記構成では、インタークーラ冷却液循環路の冷却液の温度が前記閾値を超えるまで昇温した場合に前記弁体を閉じるようにしている。これにより、前記エンジン冷却液循環路の比較的高温の冷却液が前記インタークーラ冷却液循環路に導入されなくなるので、両方の循環路の冷却液が独立して循環するようになる。そのため、インタークーラ冷却液循環路の冷却液が必要以上に昇温することが避けられるので、インタークーラが過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却することが可能になるなど、インタークーラ本来の機能（冷却作用）を確保することが可能になる。

好ましくは、前記閾値は、前記インタークーラの外表面に前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気に含まれる水分が付着して凍結するときのインタークーラ冷却液循環路の冷却液温度よりも高い温度を下限値とし、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気の冷却目標温度に前記インタークーラで冷却することが可能な冷却液温度以下の温度を上限値とし、前記下限値から前記上限値までの範囲で設定される。

この構成では、インタークーラ冷却液循環路の冷却液の温度が前記閾値よりも低いときにインタークーラが凍結することを回避可能になって、しかも、インタークーラ冷却液循環路の冷却液の温度が前記閾値よりも高いときにインタークーラが過給機コンプレッサによる圧縮吸気を冷却することが可能になる。このようにインタークーラの凍結防止と冷却性能の確保とを両立することが可能になる。

好ましくは、前記インタークーラ冷却液循環路は、当該インタークーラ冷却液循環路の冷却液で前記エンジンに付設されるスロットルバルブとの間で熱交換可能になるように、前記スロットルバルブに設置されている、構成にすることができる。

ここでは、インタークーラ冷却液循環路にスロットルバルブを設置している。この構成では、上記しているように前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液の温度が前記閾値以下であることをトリガーとして弁体を開くことによって前記エンジン冷却液循環路で比較的早期に昇温される冷却液を前記導入路から前記インタークーラ冷却液循環路に導入させている場合に、外気が極低温であっても前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液と前記インタークーラと前記スロットルバルブとを暖めることが可能になる。そのため、前記インタークーラが前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を適度に加熱することが可能になるとともに、スロットルバルブの動きが良好になる。

そして、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液がエンジン冷却液循環路の比較的高温の冷却液によって昇温されることによって前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液の温度が前記閾値を超えたときには弁体を閉じるから、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液が必要以上に昇温することなく所定の温度範囲に保たれるようになる。これにより、インタークーラが前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を不必要に加熱するといったことが回避されるようになって目標温度に冷却するというインタークーラ本来の機能（冷却作用）を発揮するようになるとともに、スロットルバルブが不必要に加熱されるといったことが回避されるようになってスロットルバルブが確実に冷却されるようになる。

好ましくは、前記インタークーラ冷却液循環路には、当該インタークーラ冷却液循環路の冷却液と外気との間で熱交換するためのラジエータが設置される。

この構成では、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液がインタークーラやスロットルバルブの熱を回収すると、この冷却液の熱が前記ラジエータで大気に放出されるようになる。しかし、外気が極低温である場合に前記エンジン冷却液循環路と前記インタークーラ冷却液循環路とを非連通にしていると、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液が前記ラジエータによって極低温の外気に相当する温度にまで低下させられることになる。

そのような場合には前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度が前記閾値以下になるので、それに伴い前記弁体が開かれることになって前記エンジン冷却液循環路の比較的高温の冷却液が前記インタークーラ冷却液循環路に導入されることになる。これにより、外気が極低温のときには前記インタークーラおよび前記スロットルバルブが暖められることになって、前記インタークーラの凍結を防止するとともに、前記スロットルバルブを動きやすくすることが可能になる。

好ましくは、前記エンジン冷却液循環路と前記インタークーラ冷却液循環路とにはそれぞれウォータポンプが設けられ、前記インタークーラ冷却液循環路のウォータポンプが電動式とされる。

この構成では、電動式ウォータポンプの能力を制御することによってインタークーラ冷却液循環路の冷却液の循環速度を任意に設定することが可能になる。

好ましくは、前記弁体は電磁弁とされ、前記制御部は、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度を検出する温度センサからの出力信号の入力に基づいて前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度を認識するとともに、この認識結果と前記閾値とを対比して前記電磁弁の開閉動作を制御するＥＣＵとすることができる。

好ましくは、前記制御部は、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度を感知するとともに、当該感知結果が前記閾値以下のときに前記弁体を開くサーモアクチュエータとされ、このサーモアクチュエータと前記弁体とがサーモスタットを構成する。

なお、サーモスタットとは、自動車関連業界において温度感知型自動作動弁のことを意味している。このようなサーモスタットを用いる場合には、温度センサや制御系が不要となり、設備コストの無駄な上昇を抑制することが可能になる。

好ましくは、前記エンジン冷却液循環路は、前記エンジンの内部通路と、この内部通路の冷却液排出口と冷却液導入口とに接続されかつ途中にウォータポンプが設けられる循環通路と、この循環通路の上流側に並列に接続されかつ途中にラジエータが設置されるラジエータ通路と、このラジエータ通路において前記ラジエータよりも下流側に設置されかつ冷却液が暖機完了温度未満のときに閉側となる一方で前記暖機完了温度以上のときに全開になるサーモスタットとを備える、構成とすることができる。

本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置において、外気が極低温のときに前記インタークーラの凍結を防止することが可能になる。

本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態の概略構成を示す図である。 本発明に係るエンジン冷却装置の他実施形態の概略構成を示す図であり、図１の電磁弁をサーモスタットに置き換えている。 本発明に係るエンジン冷却装置のさらに他実施形態の概略構成を示す図であり、図１の電磁弁をサーモスタットに置き換えているとともに、還流路にチェックバルブを設置している。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１に本発明の一実施形態を示している。この実施形態のエンジンは過給機付きエンジンとされている。このエンジンには、冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路２０が設けられている。このエンジン冷却液循環路２０は、エンジンの内部通路と、エンジンの外部通路とで構成されている。

エンジンの内部通路は、エンジンのシリンダブロック内に設けられるウォータジャケット１３と、エンジンのシリンダヘッド内に設けられるウォータジャケット１４とを含んでいる。また、エンジンの外部通路は、ヒータ通路２１、ラジエータ通路２２および補機通路２３を備えている。

ヒータ通路２１は、ブロック側ウォータジャケット１３とヘッド側ウォータジャケット１４との少なくともいずれか一方から排出される冷却液をブロック側ウォータジャケット１３とヘッド側ウォータジャケット１４との少なくともいずれか一方に還流させるものである。

このヒータ通路２１には、ウォータポンプ４、ヒータコア５が設けられている。ウォータポンプ４は、ヒータ通路２１においてブロック側ウォータジャケット１３の冷却液導入部寄りの位置に設けられている。ヒータコア５は、車両室内を暖房するための熱交換器であり、ヒータ通路２１においてヘッド側ウォータジャケット１４の冷却液排出部寄りの位置に設けられている。

なお、ウォータポンプ４は、図示していないが、エンジンのクランクシャフトにより駆動される機械式とされている。この機械式のウォータポンプ４は、詳細に図示していないが、ウォータポンププーリとクランクシャフトプーリとにベルトを巻き掛けるようにし、ウォータポンププーリに電磁クラッチなどを装備した公知の構成と同じとされている。このウォータポンプ４は、前記電磁クラッチをＥＣＵ１００で継合、切断させることにより作動または停止されるようになっている。

さらに、ヒータ通路２１においてブロック側ウォータジャケット１３の冷却液導入部の上流側には、電磁弁２４が設けられている。この電磁弁２４の開閉動作は下記するエレクトロニックコントロールユニット（以下、ＥＣＵとする）により制御される。

ラジエータ通路２２は、ヒータ通路２１の上流側に並列に接続されており、このラジエータ通路２２の途中にはラジエータ６が設けられている。

ラジエータ６は、冷却液と大気との間で熱交換する熱交換器である。このラジエータ通路２２においてラジエータ６より冷却液流通方向の下流側が、ヒータ通路２１においてウォータポンプ４とヒータコア５との間にサーモスタット７を介して接続されている。

サーモスタット７は、公知の構成であるので詳細に図示していないが、当該サーモスタット７の設置場所の冷却液温度が暖機完了温度（例えば約８８℃）Ｔｈ未満になると、サーモワックスが凝固収縮してワックス圧が低くなるので、弁体が自動的に閉側になってラジエータ通路２２からウォータポンプ４への冷却液流通を少なくするが、サーモスタット７の設置場所の冷却液温度が前記暖機完了温度Ｔｈ以上になると、サーモワックスが溶融膨張されてワックス圧が高くなるので、前記弁体が自動的に全開になってラジエータ通路２２からウォータポンプ４への冷却液流通を許容する。

詳しくは、このサーモスタット７は、前記暖機完了温度Ｔｈより低い所定温度（例えば８２℃）未満になると全閉状態になり、その所定温度から開き始め、前記暖機完了温度Ｔｈになると全開状態になる。

補機通路２３は、ヘッド側ウォータジャケット１４の冷却液排出部とヒータコア５との間からヒータコア５とヒータ通路２１に対するラジエータ通路２２の下流側接続部分との間に設置されている。この補機通路２３にはＥＧＲクーラ８、ＥＧＲバルブ９が設けられている。

このＥＧＲクーラ８およびＥＧＲバルブ９は、エンジンから排出される排気の一部をエンジンの吸気系（図示省略）に戻すことによりＮＯｘの発生を抑制するためのＥＧＲシステムに備えられるものである。ＥＧＲクーラ８は、前記吸気系に戻す排気の熱を吸収して当該排気を冷却するための熱交換器であり、前記した補機通路２３を流通する冷却液との間で熱交換することが可能な状態で設置されている。ＥＧＲバルブ９は、エンジンの吸気通路に還流するＥＧＲ量を調整するものである。

さらに、この実施形態のエンジンには、詳細に図示していないが、過給機が付設されている。この過給機は例えば公知のターボチャージャとされ、エンジンの排気通路に設けられるタービンと、エンジンの吸気通路に設けられるコンプレッサと、前記タービンと前記コンプレッサとが両端に固定されるロータリーシャフトとを備える。

このターボチャージャの動作としては、前記排気通路においてタービンハウジング（図１の符号３６参照）の入口から流入した排気によってタービンが回転される。このタービンが回転されると一体的にロータリーシャフトおよびコンプレッサが回転される。このコンプレッサの回転に伴って前記吸気通路においてコンプレッサハウジング内に吸入された吸気は圧縮（過給）される。この圧縮吸気はその密度が高められるとともに温度が上昇する。

このような過給機コンプレッサにより圧縮された吸気（エンジンに供給する圧縮吸気）を冷却するために、水冷式のインタークーラ３１が設けられている。

この水冷式のインタークーラ３１は、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気と冷却液との間で熱交換するための熱交換器からなる。このインタークーラ３１に供給する冷却液はインタークーラ冷却液循環路３０内で循環されるようになっている。

このインタークーラ冷却液循環路３０は閉ループとされており、エンジン冷却液循環路２０の近傍に設けられている。このインタークーラ冷却液循環路３０には、インタークーラ３１、ラジエータ３２、スロットルバルブ３３、電動式のウォータポンプ３４が設置されている。

なお、インタークーラ冷却液循環路３０に充填される冷却液は、エンジン冷却液循環路２０の冷却液と同じとされる。この冷却液は例えばエチレングリコールの水溶液などとされる。

ラジエータ３２は、インタークーラ冷却液循環路３０の冷却液と外気との間で熱交換するための熱交換器とされている。スロットルバルブ３３は、公知のようにエンジンの吸入空気量を調整するものであって、このスロットルバルブ３３の所定部位にはインタークーラ冷却液循環路３０の一部が熱交換可能に挿入されている。電動式のウォータポンプ３４は、インタークーラ冷却液循環路３０内で冷却液を流動させるものであって、その動作はＥＣＵ１００で制御される。

動作としては、電動式のウォータポンプ３４により閉ループのインタークーラ冷却液循環路３０内で冷却液を循環させて、この循環する冷却液でインタークーラ３１およびスロットルバルブ３３に蓄積している熱を回収し、この冷却液の熱をラジエータ３２で大気に放出させるようにしている。

なお、インタークーラ冷却液循環路３０は、その冷却液と前記過給機のタービンハウジング３６との間で熱交換可能となるようにタービンハウジング３６内に挿入されている。これにより、タービンハウジング３６がインタークーラ冷却液循環路３０の冷却液でもって冷却することが可能になっている。

そして、エンジン冷却液循環路２０とインタークーラ冷却液循環路３０とには、導入路４１および還流路４２が接続されている。導入路４１はエンジン冷却液循環路２０からインタークーラ冷却液循環路３０への冷却液導入を可能とするための連通路であり、還流路４２はインタークーラ冷却液循環路３０からエンジン冷却液循環路２０への冷却液還流を可能とするための連通路である。

前記導入路４１には電磁弁４３が設置されている。この電磁弁４３は導入路４１の冷却液流通量を変更するものであって、その開閉動作はＥＣＵ１００で制御される。

ＥＣＵ１００は、例えばエンジンの各種動作を制御するためのエンジンコントロールコンピュータとされる。この実施形態では、前記既存のＥＣＵ１００に前記電磁弁２４，４３および電動式のウォータポンプ３４を制御するための機能を装備させている。

このＥＣＵ１００は、詳細に図示していないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。

ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や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り、バックアップＲＡＭは、エンジンの停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。

この実施形態では、インタークーラ冷却液循環路３０においてラジエータ３２よりも冷却液循環方向の上流側に、冷却液の温度を検出するための温度センサ３５が設けられている。なお、インタークーラ冷却液循環路３０においてラジエータ３２よりも冷却液循環方向の上流側の冷却液は、ラジエータ３２よりも冷却液循環方向の下流側の冷却液に比べて高温になる。言うまでもないが、ラジエータ３２を冷却液が通過すると当該冷却液の熱が大気に放出されるので、ラジエータ３２の下流側では冷却液の温度が低くなるが、この冷却液がスロットルバルブ３３、インタークーラ３１ならびに過給機のタービンハウジング３６を通過するときにそれらの熱を回収するので、ラジエータ３２の上流側に到達する冷却液の温度は高くなるのである。

なお、前記温度センサ３５は、前記冷却液の温度に対応する信号を出力してＥＣＵ１００に入力する。そして、ＥＣＵ１００は、温度センサ３５の出力信号の入力に基づいて冷却液の温度Ｔｃを認識し、この認識結果Ｔｃが所定の閾値Ｔｘ以下か否かを判定することにより電磁弁４３を開閉制御する。なお、前記認識結果Ｔｃが前記閾値Ｔｘ以下の場合には電磁弁４３を開くようにし、前記認識結果Ｔｃが前記閾値Ｔｘを超える場合には電磁弁４３を閉じるようにしている。

前記閾値Ｔｘについては、適宜の温度範囲内に設定される。この温度範囲の下限値については、インタークーラ３１の外表面に過給機コンプレッサからの圧縮吸気に含まれる水分が付着して凍結するときのインタークーラ冷却液循環路３０の冷却液温度よりも高い温度（例えば約５℃）に設定することができる。また、前記温度範囲の上限値については、過給機コンプレッサからの圧縮吸気の冷却目標温度（例えば約５０℃）にインタークーラ３１で冷却することが可能な冷却液温度（例えば約４９℃）以下の温度に設定することができる。

このように閾値Ｔｘを前記温度範囲内で適宜に設定すれば、インタークーラ３１およびスロットルバルブ３３の凍結を防止することが可能になるとともに、インタークーラ３１により前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を目標温度に調整する温調性能を適正に発揮させることが可能になる。

次に、ＥＣＵ１００によるエンジンの温度調整制御を説明する。

エンジンが始動されると、ＥＣＵ１００はまず、ヘッド側ウォータジャケット１４から排出される冷却液の温度を温度センサ２５からの出力信号の入力に基づいて認識し、この認識結果が暖機完了温度Ｔｈ未満であるか否かを判定する。

ここで、前記冷却液の温度が暖機完了温度Ｔｈ未満つまりエンジンが冷間始動された場合にはサーモスタット７が閉じているので、エンジンの始動に伴い作動される機械式ウォータポンプ４によりエンジンの内部通路（１３，１４）から排出される冷却液がヒータ通路２１を経てエンジンの内部通路（１３，１４）に戻される。これにより、エンジンの燃焼室の熱によってエンジンが昇温するとともに冷却液が比較的早期に昇温させられることになる。

一方、前記冷却液の温度が暖機完了温度Ｔｈ以上である場合つまりエンジンが通常運転になっている場合にはサーモスタット７が開いているので、エンジンの内部通路（１３，１４）から排出される冷却液がエンジン冷却液循環路２０におけるヒータ通路２１およびラジエータ通路２２を経てエンジンの内部通路（１３，１４）に戻される。この場合には、エンジンの内部通路（１３，１４）を通過する冷却液がシリンダヘッドおよびシリンダブロックの熱を回収し、この冷却液の熱がラジエータ６で大気に発散されるようになる。そのため、エンジン冷却液循環路２０を循環する冷却液の温度は暖機完了温度Ｔｈに保たれるようになる。

ところで、ＥＣＵ１００は、前記した暖機運転中において電動式ウォータポンプ３４を作動させることによりインタークーラ冷却液循環路３０内の冷却液を循環させるとともに、温度センサ３５からの出力信号の入力に基づいてインタークーラ冷却液循環路３０においてラジエータ３２の冷却液循環方向の上流側の冷却液温度Ｔｃを認識し、この認識結果Ｔｃが前記した閾値Ｔｘ以下か否かを判定する。

ここで、前記認識結果Ｔｃが前記閾値Ｔｘ以下の場合にはＥＣＵ１００が電磁弁４３を開くことにより、エンジン冷却液循環路２０を循環する比較的高温の冷却液を導入路４１からインタークーラ冷却液循環路３０に導入させるようにする。

これにより、インタークーラ冷却液循環路３０の冷却液とインタークーラ３１とスロットルバルブ３３とが徐々に暖められることになるので、外気が極低温であってもインタークーラ３１およびスロットルバルブ３３が凍結せずに済むようになる。そのため、外気が極低温であってもインタークーラ３１が過給機コンプレッサによる圧縮吸気を過剰に冷却することがなくなって、インタークーラ３１が前記圧縮吸気を適度に加熱することが可能になるとともに、スロットルバルブ３３の動きが良好になる。

このようにしてインタークーラ冷却液循環路３０の冷却液が徐々に昇温させられることによって前記認識結果Ｔｃが所定の閾値Ｔｘを超えた場合には、ＥＣＵ１００が電磁弁４３を閉じることにより、エンジン冷却液循環路２０を循環する比較的高温の冷却液をインタークーラ冷却液循環路３０に導入させないようにしてインタークーラ冷却液循環路３０内で独立して冷却液を循環させるようにする。

これにより、インタークーラ３１を通過する冷却液が過給機コンプレッサからの圧縮吸気の熱を回収するとともに、スロットルバルブ３３を通過する冷却液がスロットルバルブ３３の熱を冷却液で回収し、その後、前記冷却液がラジエータ３２を通過することにより前記回収した熱がラジエータ３２により大気に放出されることになる。

このようにして、インタークーラ冷却液循環路３０を循環する冷却液が必要以上に昇温することなく所定の温度範囲に保たれるようになる。そのため、インタークーラ３１が前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を不必要に加熱するといったことが回避されるようになって目標温度に冷却するというインタークーラ本来の機能（冷却作用）を発揮するようになるとともに、スロットルバルブ３３が不必要に加熱されるといったことが回避されるようになってスロットルバルブ３３が確実に冷却されるようになる。

以上説明したような構成のエンジン冷却装置では、エンジンを冷間始動したときに、仮に外気が極低温であってエンジン冷却液循環路２０とインタークーラ冷却液循環路３０とを非連通にしていると、インタークーラ冷却液循環路３０の冷却液がラジエータ３２によって極低温の外気に近い温度にまで低下させられるようになるので、インタークーラ３１およびスロットルバルブ３３が凍結しやすくなってしまい、インタークーラ３１が過給機コンプレッサからの圧縮吸気を過剰に冷却するとともに、スロットルバルブ３３が動きにくくなるという不具合が発生しやすくなる。

このような点を考慮し、本発明を適用した実施形態では、前記のような状況において、前記したように電磁弁４３を開いてエンジンの冷間始動に伴い比較的早期に昇温するエンジン冷却液循環路２０の冷却液をインタークーラ冷却液循環路３０に導入させるようにしているから、前記不具合を解消することができる。つまり、外気が極低温のときにエンジンを冷間始動するような状況であってもインタークーラ３１が前記圧縮空気を過剰に冷却することを回避できるとともに、スロットルバルブ３３を動きやすくすることが可能になる。

そして、前記のように対処することによってインタークーラ冷却液循環路３０内の冷却液の温度が閾値Ｔｘを超えるまで昇温すると、エンジン冷却液循環路２０とインタークーラ冷却液循環路３０とを非連通にしてインタークーラ冷却液循環路３０の冷却液をラジエータ３２で冷却させる状態にするようにしている。これにより、インタークーラ冷却液循環路３０の冷却液が必要以上に昇温することが避けられるので、インタークーラ３１が過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却することが可能になるなど、インタークーラ３１本来の機能（冷却作用）を確保することが可能になるとともに、スロットルバルブ３３の冷却も行うことができる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）上記実施形態では、エンジン冷却液循環路２０に設置されるウォータポンプ４を機械式ウォータポンプとした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電動式のウォータポンプとすることも可能である。

（２）上記実施形態では、インタークーラ冷却液循環路３０の一部をスロットルバルブ３３に挿入した例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばインタークーラ冷却液循環路３０の一部をスロットルバルブ３３に挿入していない構成にした場合にも本発明を適用することが可能である。

（３）上記実施形態では、電磁弁４３の開閉動作をＥＣＵ１００で制御するようにした例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施形態で示した電磁弁４３については、図２に示すようなサーモスタット５０に置き換えることが可能である。

このようなサーモスタット５０では、上記実施形態と同様の動作をさせることが可能である。例えば、このサーモスタット５０は、制御部としてのサーモアクチュエータ５１と、弁体５２とを備えている。サーモアクチュエータ５１は、導入路４１においてインタークーラ冷却液循環路３０側の冷却液温度を感知し、この冷却液温度が前記閾値Ｔｘ以下の場合にはサーモアクチュエータ５１が弁体５２を引っ張る方向にスライドさせて導入路４１を開く一方、前記冷却液温度が前記閾値Ｔｘを超えている場合にはサーモアクチュエータ５１が弁体５２を押し出す方向にスライドさせて導入路４１を閉じる。

この実施形態の場合には上記実施形態で用いていた温度センサ３５や制御系（ＥＣＵ１００）が不要になるから、エンジン冷却装置を比較的安価に構成することが可能になる。

（４）図３に本発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、上記（３）と同様に図１の実施形態で示した電磁弁４３をサーモスタット５０に置き換えて、さらに還流路４２にチェックバルブ５５を設置している。

このチェックバルブ５５は、還流路４２を流れる冷却液（エンジン冷却液循環路２０からインタークーラ冷却液循環路３０へ還流する冷却液）の逆流を阻止するものである。

このようなチェックバルブ５５を還流路４２に設置する場合にはサーモスタット５０が開いてもチェックバルブ５５が開かなければエンジン冷却液循環路２０からインタークーラ冷却液循環路３０に冷却液を導入できなくなる。

そこで、ここでのチェックバルブ５５の開弁条件を説明する。そもそも、一般に、エンジンを冷間始動すると、エンジン回転数は通常アイドリング回転数よりも高いファーストアイドリング回転数に設定され、エンジン冷却液循環路２０の冷却液温度が暖機完了温度（例えば約８８℃）に到達しなくても過給機コンプレッサによる圧縮吸気の温度（例えば約６０℃）と同じ温度にまで上昇すると、エンジン回転数が前記ファーストアイドリング回転数から徐々に低下して通常アイドリング回転数になる。

このようにエンジンの冷間始動後においてエンジン回転数がファーストアイドリング回転数から通常アイドリング回転数に低下すると、エンジン冷却液循環路２０の冷却液温度が過給機コンプレッサによる圧縮吸気の温度（例えば約６０℃）とほぼ同じ温度にまで上昇することになる。そのようになると、インタークーラ３１でもって前記圧縮吸気を冷却することができなくなる。つまり、インタークーラ３１本来の機能（冷却作用）を失うことになる、と言える。

そこで、エンジンの冷間始動後においてエンジン回転数がファーストアイドリング回転数から通常アイドリング回転数に低下したときに、インタークーラ冷却液循環路３０に設置している電動式ウォータポンプ３４の吸入圧でもってチェックバルブ５５を閉じるように設定する。そのようにするには、電動式ウォータポンプ３４の吸入圧を、予め、ファーストアイドリング回転時における機械式ウォータポンプ４の冷却液吐出圧力よりも小さく、かつ、エンジンの通常アイドリング回転時における機械式ウォータポンプ４の冷却液吐出圧力よりも大きく設定すればよい。

このように設定すれば、エンジンの冷間始動に伴いサーモスタット５０が開いてからエンジン回転数がファーストアイドリング回転数になっている間はチェックバルブ５５が開くので、エンジン冷却液循環路２０とインタークーラ冷却液循環路３０との間で冷却液が循環させられるようになる。しかしながら、エンジン回転数がファーストアイドリング回転数から通常アイドリング回転数にまで低下すると、チェックバルブ５５が閉じることになってインタークーラ冷却液循環路３０からエンジン冷却液循環路２０に冷却液を還流させることができなくなるので、サーモスタット５０が開いていてもエンジン冷却液循環路２０からインタークーラ冷却液循環路３０へ冷却液を導入できなくなる。このようになると、インタークーラ冷却液循環路３０内で冷却液が循環してラジエータ３２で当該冷却液が冷却されることになるので、インタークーラ３１が過給機コンプレッサによる圧縮吸気を冷却することが可能になるなど、インタークーラ３１本来の機能（冷却作用）を確保できるようになる。

本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置に好適に利用することが可能である。

４ ウォータポンプ
５ ヒータコア
６ ラジエータ
７ サーモスタット
１３ ブロック側ウォータジャケット（エンジン冷却液循環路）
１４ ヘッド側ウォータジャケット（エンジン冷却液循環路）
２１ ヒータ通路（エンジン冷却液循環路）
２２ ラジエータ通路（エンジン冷却液循環路）
２３ 補機通路（エンジン冷却液循環路）
３０ インタークーラ冷却液循環路
３１ 水冷式のインタークーラ
３２ ラジエータ
３３ スロットルバルブ
３４ ウォータポンプ
３５ 温度センサ
４１ 導入路
４２ 還流路
４３ 電磁弁
１００ ＥＣＵ

Claims (8)

1. 過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すためのエンジン冷却液循環路と、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環されるインタークーラ冷却液循環路とのそれぞれで独立して冷却液を循環可能にしたエンジン冷却装置であって、
   前記エンジン冷却液循環路から前記インタークーラ冷却液循環路へ冷却液を導入可能とするための導入路と、
   前記インタークーラ冷却液循環路から前記エンジン冷却液循環路へ冷却液を還流可能とするための還流路と、
   前記導入路の冷却液流通量を変更するための弁体と、
   前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下の場合に前記弁体を開側にする制御部とを備えている、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
2. 請求項１に記載のエンジン冷却装置において、
   前記制御部は、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度が前記閾値を超えたときに前記弁体を閉側にする、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
3. 請求項１または２に記載のエンジン冷却装置において、
   前記閾値は、前記インタークーラの外表面に前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気に含まれる水分が付着して凍結するときのインタークーラ冷却液循環路の冷却液温度よりも高い温度を下限値とし、前記過給機コンプレッサからの圧縮吸気の冷却目標温度に前記インタークーラで冷却することが可能な冷却液温度以下の温度を上限値とし、前記下限値から前記上限値までの範囲で設定される、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
   前記インタークーラ冷却液循環路は、当該インタークーラ冷却液循環路の冷却液で前記エンジンに付設されるスロットルバルブとの間で熱交換可能になるように、前記スロットルバルブに設置されている、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
   前記インタークーラ冷却液循環路には、当該インタークーラ冷却液循環路の冷却液と外気との間で熱交換するためのラジエータが設置される、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
   前記エンジン冷却液循環路と前記インタークーラ冷却液循環路とにはそれぞれウォータポンプが設けられ、前記インタークーラ冷却液循環路のウォータポンプが電動式とされる、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
   前記弁体は電磁弁とされ、
   前記制御部は、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度を検出する温度センサからの出力信号の入力に基づいて前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度を認識するとともに、この認識結果と前記閾値とを対比して前記電磁弁の開閉動作を制御するＥＣＵとされている、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のエンジン冷却装置において、
   前記制御部は、前記インタークーラ冷却液循環路の冷却液温度を感知するとともに、当該感知結果が前記閾値以下のときに前記弁体を開くサーモアクチュエータとされ、
   このサーモアクチュエータと前記弁体とがサーモスタットを構成している、ことを特徴とするエンジン冷却装置。

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