JP2013104313A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの駆動停止時に、過給機に流入している冷却水が沸騰しにくく、過給機内の潤滑油のオイルコーキングや過給機の可動部分の焼き付きなども生じにくいエンジンの冷却装置を提供する。
【解決手段】エンジン１に空気を過給する過給機２と、過給機２によって圧縮された空気を冷却するインタークーラ３と、過給機２及びインタークーラ３に冷却水を流通させる電動ポンプ９と、過給機２又はインタークーラ３を流通した冷却水を冷却するラジエータ１０と、電動ポンプ９から過給機２を介してラジエータ１０に冷却水を流通させる第１冷却水路１１と、電動ポンプ９からインタークーラ３を介してラジエータ１０に冷却水を流通させる第２冷却水路１２とを備え、エンジン１の駆動停止時に、第２冷却水路１２の冷却水流量を低減させる流量調節機構１３を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンに供給する空気を過給する過給機と、前記過給機によって圧縮された空気を冷却するインタークーラと、前記過給機及び前記インタークーラに冷却水を流通させる電動ポンプと、前記過給機又は前記インタークーラを流通した冷却水を冷却するラジエータと、前記電動ポンプから前記過給機を介して前記ラジエータに前記冷却水を流通させる第１冷却水路と、前記電動ポンプから前記インタークーラを介して前記ラジエータに前記冷却水を流通させる第２冷却水路とを備えたエンジンの冷却装置に関する。

上記エンジンの冷却装置は、エンジンの駆動停止時においても電動ポンプの作動により過給機の過昇温を防止することができる。
従来の上記エンジンの冷却装置では、過給機とインタークーラとに冷却水を一定割合で流通させるように、第１冷却水路と第２冷却水路とを設けてある（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１１−５０１０４３号公報

したがって、従来の上記エンジンの冷却装置では、エンジンの駆動停止時においても、過給機の過昇温を防止するために、過給機とインタークーラとに冷却水を一定割合で流通させることになる。
このため、エンジンの駆動停止により、そのエンジンに直結された機械式ポンプの作動によるエンジンの冷却も停止されるので、エンジンからの熱伝導などによる入熱により過給機が加熱されて、過給機に対する冷却能力が不足する場合がある。
この場合は、過給機に流入している冷却水が沸騰したり、過給機内の潤滑油のオイルコーキングや過給機の可動部分の焼き付きなどが生じるおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、エンジンの駆動停止時に、過給機に流入している冷却水が沸騰しにくく、過給機内の潤滑油のオイルコーキングや過給機の可動部分の焼き付きなども生じにくいエンジンの冷却装置を提供することを目的とする。

本発明によるエンジンの冷却装置の第１特徴構成は、エンジンに供給する空気を過給する過給機と、前記過給機によって圧縮された空気を冷却するインタークーラと、前記過給機及び前記インタークーラに冷却水を流通させる電動ポンプと、前記過給機又は前記インタークーラを流通した冷却水を冷却するラジエータと、前記電動ポンプから前記過給機を介して前記ラジエータに前記冷却水を流通させる第１冷却水路と、前記電動ポンプから前記インタークーラを介して前記ラジエータに前記冷却水を流通させる第２冷却水路とを備え、前記エンジンの駆動停止時に、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させる流量調節機構を備えた点にある。

本構成のエンジンの冷却装置は、エンジンの駆動停止時に、第２冷却水路の冷却水流量を低減させる流量調節機構を備えている。
すなわち、過給機の運転も停止されるエンジンの駆動停止時には、インタークーラに流通させる冷却水流量を低減させることにより、過給機に流通させる冷却水流量を増大させて、過給機を効果的に冷却することができる。
したがって、本構成のエンジンの冷却装置であれば、エンジンの駆動停止時における過給機に対する冷却能力を確保し易くなり、過給機に流入している冷却水が沸騰しにくく、過給機内の潤滑油のオイルコーキングや過給機の可動部分の焼き付きなども生じにくい。

本発明の第２特徴構成は、前記流量調節機構が、前記第２冷却水路の冷却水流量を調節可能な開閉弁である点にある。

本構成であれば、第２冷却水路の冷却水流量を開閉弁で調節して、過給機に流通させる冷却水流量を所望流量に増大させることができる。

本発明の第３特徴構成は、前記流量調節機構が、前記第１冷却水路及び前記第２冷却水路の冷却水流量の割合を調節可能な調節弁である点にある。

本構成であれば、第１冷却水路及び第２冷却水路の冷却水流量の割合を調節弁で調節して、インタークーラに流通させる冷却水流量を低減させると同時に過給機に流通させる冷却水流量を所望流量に増大させることができる。

本発明の第４特徴構成は、前記流量調節機構は、前記エンジンの駆動停止前の所定時間内に当該エンジンの高負荷運転が行われたときに、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させるように構成してある点にある。

本構成であれば、エンジンの駆動停止前の所定時間内に当該エンジンの高負荷運転が行われたときに、過給機に対する冷却能力を確保して、電動ポンプを効率良く作動させることができる。

本発明の第５特徴構成は、前記流量調節機構が、前記エンジンの駆動停止時から予め設定した時間が経過するまで、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させた状態を維持するように構成してある点にある。

本構成であれば、エンジンの駆動停止時から予め設定した時間が経過するまで過給機に対する冷却能力を確保して、過給機を確実に冷却することができる。

本発明の第６特徴構成は、前記ラジエータから前記電動ポンプに戻る冷却水の温度を検出する温度センサを備え、前記流量調節機構が、前記温度センサが予め設定した設定温度を検出するまで、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させた状態を維持するように構成してある点にある。

本構成であれば、ラジエータから電動ポンプに戻る冷却水の温度、つまり、過給機温度を反映する冷却水の温度が設定温度に低下するまで、過給機に対する冷却能力を確保して、過給機を確実に冷却することができる。

エンジンの冷却装置を示すブロック図である。 制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 第２実施形態のエンジンの冷却装置を示すブロック図である。 第２実施形態における制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 第３実施形態のエンジンの冷却装置を示すブロック図である。 第３実施形態における制御装置の制御動作を示すフローチャートである。 第４実施形態のエンジンの冷却装置を示すブロック図である。 第４実施形態における制御装置の制御動作を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、自動車用エンジンに装備された本発明によるエンジンの冷却装置を示すブロック図である。
エンジン１は、エンジン１に供給する空気を過給する過給機（ターボチャージャー）２と、過給機２によって圧縮された空気を冷却するインタークーラ３とを装備している。
過給機２は、エンジン１のエンジンブロックなどに一体連結されている。

エンジンの冷却装置は、エンジン１を冷却するエンジン側冷却回路４と、過給機２及びインタークーラ３を冷却する過給機側冷却回路５とを各別に有する。

エンジン側冷却回路４は、エンジン１の駆動により機械式ポンプ６を作動させて、エンジン１とメインラジエータ７及びヒータ８とに亘って冷却水を循環させる。

過給機側冷却回路５は、過給機２及びインタークーラ３に冷却水を流通させる電動ポンプ９と、過給機２又はインタークーラ３を流通した冷却水を冷却するサブラジエータ１０と、過給機２を冷却する第１冷却水路１１と、インタークーラ３を冷却する第２冷却水路１２と、エンジン１の駆動停止時に、第２冷却水路１２の冷却水流量を低減させる流量調節機構１３と、電動ポンプ９及び流量調節機構１３の作動を制御する制御装置１４とを備えている。

電動ポンプ９の冷却水吐出路１５を第１冷却水路１１と第２冷却水路１２とに分岐し、サブラジエータ１０の冷却水流入路１６に第１冷却水路１１と第２冷却水路１２とを合流させてある。

第１冷却水路１１は、電動ポンプ９から過給機２を介してサブラジエータ１０に冷却水を流通させる。
第２冷却水路１２は、電動ポンプ９からインタークーラ３を介してサブラジエータ１０に冷却水を流通させる。

流量調節機構１３は、第２冷却水路１２の冷却水流量を調節可能な開閉弁１３ａを、第２冷却水路１２のうちのインタークーラ３よりも下流側に接続して設けてある。
開閉弁１３ａは、通電により閉弁して冷却水の流通を遮断し、通電停止により開弁して冷却水を流通させる二位置切り替え式の電磁弁で構成してあり、通常は通電を停止した開弁状態に保持されている。

したがって、開閉弁１３ａを非通電状態に維持すると、第１冷却水路１１における冷却水流量が最小で第２冷却水路１２における冷却水流量が最大となる開弁状態に保持され、開閉弁１３ａを通電状態に維持すると、第１冷却水路１１における冷却水流量が最大で第２冷却水路１２における冷却水流量がゼロの最小となる第２冷却水路１２の冷却水流量を低減させた状態に保持される。
なお、第１冷却水路１１における最小の冷却水流量は、第２冷却水路１２における最大の冷却水流量よりも大きい流量でも小さい流量でもよい。

制御装置１４による制御動作を、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
制御装置１４は、イグニッションのＯＦＦ操作によりエンジン１の駆動が停止されたことを検出すると（ステップ＃１）、電動ポンプ９の作動を開始させた後（ステップ＃２）、エンジン１による高負荷走行（高負荷運転の一例）がエンジン１の駆動停止前の所定時間内に行われたか否かを判定する（ステップ＃３）。
この判定は、エンジン１の駆動停止前までのエンジン１の運転データ、例えばエンジン回転数や吸入空気圧、過給圧力、冷却水温度、潤滑油温度などに基づいて判定する。

エンジン１の駆動停止前の所定時間内に高負荷走行が行われたときは、開閉弁１３ａを通電状態に維持して、第１冷却水路１１の冷却水流量が最大で、第２冷却水路１２の冷却水流量をゼロに低減させた状態に保持する（ステップ＃４）。

高負荷走行が無かったときは、開閉弁１３ａを非通電状態に維持して、第１冷却水路１１の冷却水流量が最小で第２冷却水路１２の冷却水流量が最大となる開弁状態に保持する（ステップ＃５）。

そして、エンジン１の駆動停止時から予め設定した設定時間、つまり、高負荷走行が行われたときであっても、過給機２を充分に冷却することができるとして設定した設定時間が経過すると、電動ポンプ９の作動を停止すると共に開閉弁１３ａを非通電状態に維持する（ステップ＃６，７）。
したがって、開閉弁１３ａは、エンジン１の駆動停止時から予め設定した時間が経過するまで、第２冷却水路１２の冷却水流量を低減させた状態を維持する。

〔第２実施形態〕
図３，図４は、第１実施形態の変形例を示す。
本実施形態では、図３に示すように、冷却水のサブラジエータ１０から電動ポンプ９への戻り路１７に冷却水の温度を検出する温度センサ１８を設けてある。

制御装置１４は、第１実施形態で示したフローチャート（図２）のステップ＃６における設定時間が経過したか否かの判定動作に代えて、図４に示すように、温度センサ１８による検出温度が予め設定した設定温度以下、つまり、過給機２が充分に冷却されたことを示す温度以下であるか否かを判定して、検出温度が設定温度以下になると、電動ポンプ９の作動を停止すると共に開閉弁１３ａを非通電状態に維持する（ステップ＃６，７）。

したがって、開閉弁１３ａは、温度センサ１８が予め設定した設定温度を検出するまで、第２冷却水路１２の冷却水流量を低減させた状態を維持する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第３実施形態〕
図５，図６は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態では、第１実施形態で示した開閉弁１３ａに代えて、図５に示すように、冷却水吐出路１５を第１冷却水路１１と第２冷却水路１２とに分岐する分岐部に、流量調節機構１３としての流路切替弁１３ｂを設けてある。

流路切替弁１３ｂは、冷却水吐出路１５を第１冷却水路１１と第２冷却水路１２との双方に接続して冷却水を一定割合で流入させる第１接続状態と、冷却水吐出路１５を第１冷却水路１１に接続すると共に第２冷却水路１２との接続を遮断して冷却水を第１冷却水路１１にのみ流入させる第２接続状態とに択一的に切替可能な電磁弁で構成してある。
流路切替弁１３ｂは、通常は通電を停止した第１接続状態に保持され、通電により第２接続状態に保持される。

したがって、流路切替弁１３ｂは、第１接続状態と第２接続状態とに択一的に切り替えることにより、第１冷却水路１１及び第２冷却水路１２の冷却水流量の割合、つまり、電動ポンプ９から吐出される冷却水が第１冷却水路１１に流入する第１冷却水流量と、第２冷却水路１２に流入する第２冷却水流量との割合を調節可能な調節弁として機能する。

具体的には、第１接続状態では、第１冷却水流量が最小で第２冷却水流量が最大となる割合に調節され、第２接続状態では、第１冷却水流量が最大で第２冷却水流量がゼロの最小となる割合に調節される。
なお、第１冷却水路１１における最小の第１冷却水流量は、第２冷却水路１２における最大の第２冷却水流量よりも大きい流量でも小さい流量でもよい。

制御装置１４は、第１実施形態で示したフローチャート（図２）のステップ＃４，５における開閉弁１３ａに対する操作に代えて、図６に示すように、流路切替弁１３ｂに対する操作を行う。

すなわち、エンジン１の駆動停止前の所定時間内に高負荷走行が行われたときは、流路切替弁１３ｂを通電状態に維持して、第１冷却水路１１の冷却水流量が最大で第２冷却水路１２の冷却水流量がゼロとなる割合の冷却水流量を低減させた状態に保持する（ステップ＃４）。

高負荷走行が無かったときは、流路切替弁１３ｂを非通電状態に維持して、第１冷却水路１１の冷却水流量が最小で第２冷却水路１２の冷却水流量が最大となる割合に維持する（ステップ＃５）。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第４実施形態〕
図７，図８は、第３実施形態の変形例を示す。
本実施形態では、図７に示すように、冷却水のサブラジエータ１０から電動ポンプ９への戻り路１７に冷却水の温度を検出する温度センサ１８を設けてある。

制御装置１４は、第３実施形態で示したフローチャート（図２）のステップ＃６における所定時間が経過したか否かの判定動作に代えて、図８に示すように、温度センサ１８による検出温度が設定温度以上であるか否かを判定して、検出温度が設定温度以上になると、電動ポンプ９の作動を停止すると共に流路切替弁１３ｂを非通電状態に維持する（ステップ＃６，７）。

したがって、流路切替弁１３ｂは、温度センサ１８が予め設定した設定温度を検出するまで、第２冷却水路１２の冷却水流量を低減させた状態を維持する。
その他の構成は第３実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明によるエンジンの冷却装置は、第２冷却水路１２の冷却水流量をゼロを越える最低流量を下回らない流量に低減させる流量調節機構１３を備えていてもよい。
２．本発明によるエンジンの冷却装置は、第２冷却水路１２の冷却水流量を連続的又は段階的に低減させる流量調節機構１３を備えていてもよい。
３．本発明によるエンジンの冷却装置は、第１冷却水路１１と第２冷却水路１２の夫々がサブラジエータ１０に各別に接続されていてもよい。
４．本発明によるエンジンの冷却装置は、過給機２又はインタークーラ３を流通した冷却水を冷却するラジエータが、機械式ポンプ６で循環させる冷却水を冷却するラジエータで構成されていてもよい。
５．本発明によるエンジンの冷却装置は、自動車用エンジン以外の各種エンジンに装備されるものであってもよい。

本発明によるエンジンの冷却装置は、自動車用エンジン以外の各種エンジンに適用することができる。

１ エンジン
２ 過給機
３ インタークーラ
９ 電動ポンプ
１０ ラジエータ
１１ 第１冷却水路
１２ 第２冷却水路
１３ 流量調節機構
１３ａ 開閉弁
１３ｂ 調節弁
１８ 温度センサ

Claims (6)

1. エンジンに供給する空気を過給する過給機と、
   前記過給機によって圧縮された空気を冷却するインタークーラと、
   前記過給機及び前記インタークーラに冷却水を流通させる電動ポンプと、
   前記過給機又は前記インタークーラを流通した冷却水を冷却するラジエータと、
   前記電動ポンプから前記過給機を介して前記ラジエータに前記冷却水を流通させる第１冷却水路と、
   前記電動ポンプから前記インタークーラを介して前記ラジエータに前記冷却水を流通させる第２冷却水路とを備え、
   前記エンジンの駆動停止時に、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させる流量調節機構を備えたエンジンの冷却装置。
2. 前記流量調節機構が、前記第２冷却水路の冷却水流量を調節可能な開閉弁である請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
3. 前記流量調節機構が、前記第１冷却水路及び前記第２冷却水路の冷却水流量の割合を調節可能な調節弁である請求項１に記載のエンジンの冷却装置。
4. 前記流量調節機構は、前記エンジンの駆動停止前の所定時間内に当該エンジンの高負荷運転が行われたときに、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させるように構成してある請求項１から３の何れか一項に記載のエンジンの冷却装置。
5. 前記流量調節機構が、前記エンジンの駆動停止時から予め設定した時間が経過するまで、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させた状態を維持するように構成してある請求項１から４の何れか一項に記載のエンジンの冷却装置。
6. 前記ラジエータから前記電動ポンプに戻る冷却水の温度を検出する温度センサを備え、
   前記流量調節機構が、前記温度センサが予め設定した設定温度を検出するまで、前記第２冷却水路の冷却水流量を低減させた状態を維持するように構成してある請求項１から４の何れか一項に記載のエンジンの冷却装置。

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