JP2016191312A - Cooling device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device of an internal combustion engine in which a flow rate variable mechanism for varying a circulation amount of a cooling liquid between the internal combustion engine and an auxiliary heat exchanger can be reduced in size.SOLUTION: A cooling device 1A of an internal combustion engine absorbs heat from an engine 2 and dissipates the heat into a cabin via a heater 4 by making a cooling liquid C circulate between the engine 2 (internal combustion engine) and the indoor heater 4 (auxiliary heat exchanger). The cooling device 1A of the internal combustion engine comprises an electric pump 5, a flow rate variable mechanism 43, a pump control part 50, and a flow rate control part 44. The electric pump 5 makes the cooling liquid C circulate. The flow rate variable mechanism 43 varies a circulation amount of the cooling liquid C between the engine 2 and the heater 4. When blocking the circulation of the cooling liquid to the heater 4, the pump control part 50 temporarily stops the electric pump 5. The flow rate control part 44 limits the circulation amount of the cooling liquid C by the flow rate variable mechanism 43 in conjunction with the stop of the electric pump 5.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関と補機用熱交換器との間に冷却液を循環させて、内燃機関からの熱の吸収と、補機用熱交換器を介した放熱とを行う内燃機関の冷却装置に関する。特に、内燃機関と補機用熱交換器との間での冷却液の流通量を可変する流量可変機構を小型化できる内燃機関の冷却装置に関する。   The present invention relates to cooling an internal combustion engine that circulates a coolant between the internal combustion engine and an auxiliary heat exchanger to absorb heat from the internal combustion engine and to dissipate heat through the auxiliary heat exchanger. Relates to the device. In particular, the present invention relates to a cooling device for an internal combustion engine that can downsize a flow rate variable mechanism that varies the flow rate of a coolant between the internal combustion engine and an auxiliary heat exchanger.

自動車には、内燃機関(エンジン)とラジエターとの間に冷却液を循環させて、内燃機関からの熱の吸収と、その熱のラジエターを介した大気中への放熱とを行うことで、内燃機関を冷却する内燃機関の冷却装置が設けられている。この内燃機関の冷却装置は、冷却液の一部を室内の暖房のための熱源に利用している(例えば、特許文献1)。   In automobiles, a coolant is circulated between the internal combustion engine (engine) and the radiator to absorb heat from the internal combustion engine and to dissipate the heat to the atmosphere via the radiator. A cooling device for an internal combustion engine for cooling the engine is provided. This cooling device for an internal combustion engine uses a part of the coolant as a heat source for room heating (for example, Patent Document 1).

特許文献1の内燃機関の冷却装置は、ウォータポンプにより内燃機関と室内用ヒータコアとの間に冷却水を循環させて、内燃機関で吸収した熱を室内用ヒータコアを介して室内へ放熱している。内燃機関から室内用ヒータコアへ冷却液を流通させるヒータコア行き連絡通路の途中には、冷却水の温度が所定温度以下の場合、冷却水の室内用ヒータコアへの流通量を制限する流量制御弁(流量可変機構)が設けられている。   The cooling device for an internal combustion engine of Patent Document 1 circulates cooling water between the internal combustion engine and the indoor heater core by a water pump, and radiates heat absorbed by the internal combustion engine into the room through the indoor heater core. . A flow control valve (flow rate) that restricts the flow rate of the cooling water to the indoor heater core when the temperature of the cooling water is equal to or lower than a predetermined temperature in the middle of the communication path to the heater core for circulating the coolant from the internal combustion engine to the indoor heater core. Variable mechanism).

特開平11−117739号公報JP-A-11-117739

内燃機関とヒータなどの補機用熱交換器との間での冷却液の流通量を可変する流量可変機構の更なる小型化が望まれている。流量可変機構による冷却液のヒータへの流通量の制限は、ウォータポンプにより冷却液を流通させた状態で冷却液の流通路を閉鎖することで行われるため、抗力が大きくて流量可変機構を小さくすることが難しかった。   There is a demand for further miniaturization of a flow rate variable mechanism that varies the flow rate of the coolant between the internal combustion engine and an auxiliary heat exchanger such as a heater. Since the flow rate of the coolant through the variable flow mechanism is limited by closing the coolant flow path with the coolant flowing through the water pump, the drag is large and the flow rate variable mechanism is small. It was difficult to do.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、内燃機関と補機用熱交換器との間での冷却液の流通量を可変する流量可変機構を小型化できる内燃機関の冷却装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to reduce the size of a variable flow rate mechanism that varies the flow rate of coolant between the internal combustion engine and the heat exchanger for auxiliary equipment. An object of the present invention is to provide a cooling device for an internal combustion engine.

本発明の一態様に係る内燃機関の冷却装置は、内燃機関と補機用熱交換器との間に冷却液を循環させて、内燃機関からの熱の吸収と、補機用熱交換器を介した放熱とを行う。この内燃機関の冷却装置は、電動ポンプと、流量可変機構と、ポンプ制御部と、流量制御部とを備える。電動ポンプは、冷却液を循環させる。流量可変機構は、内燃機関と補機用熱交換器との間での前記冷却液の流通量を可変する。ポンプ制御部は、補機用熱交換器への冷却液の流通を阻止する際に、電動ポンプを一時的に停止させる。流量制御部は、電動ポンプの停止に連動して流量可変機構により冷却液の流通量を制限する。   An internal combustion engine cooling apparatus according to an aspect of the present invention is configured to circulate a coolant between an internal combustion engine and an auxiliary heat exchanger to absorb heat from the internal combustion engine and to add an auxiliary heat exchanger. Heat dissipation. The cooling device for an internal combustion engine includes an electric pump, a flow rate variable mechanism, a pump control unit, and a flow rate control unit. The electric pump circulates the coolant. The variable flow rate mechanism varies the flow rate of the coolant between the internal combustion engine and the auxiliary heat exchanger. The pump control unit temporarily stops the electric pump when blocking the flow of the coolant to the auxiliary heat exchanger. The flow rate control unit limits the flow rate of the coolant by the flow rate variable mechanism in conjunction with the stop of the electric pump.

上記の内燃機関の冷却装置は、流量可変機構を小型化できる。補機用熱交換器への冷却液の流通を阻止する際に、内燃機関と補機用熱交換器との間での冷却液の流通量の制限を、ポンプ制御部により電動ポンプを停止した後、流量制御部により流量可変機構を制御して行うことで、流量可変機構への冷却液の抗力を実質的に排除できるからである。この流量可変機構の小型化により、(a)流量可変機構の消費電力を小さくできて燃費の向上に寄与する、(b)軽量化に寄与する、(c)コストの低減に寄与する、(d)ウォータハンマーによる異音の発生を抑制し易い。   In the cooling device for the internal combustion engine, the flow rate variable mechanism can be reduced in size. When blocking the flow of coolant to the heat exchanger for auxiliary equipment, the pump control unit stopped the electric pump to limit the amount of coolant flow between the internal combustion engine and the heat exchanger for auxiliary equipment. This is because the resistance of the coolant to the variable flow rate mechanism can be substantially eliminated by performing the flow rate control unit after controlling the variable flow rate mechanism. By downsizing the variable flow mechanism, (a) the power consumption of the variable flow mechanism can be reduced, contributing to improved fuel efficiency, (b) contributing to weight reduction, (c) contributing to cost reduction, (d ) Easy to suppress the generation of noise caused by water hammer.

実施形態1に係る内燃機関の冷却装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a cooling device for an internal combustion engine according to a first embodiment.

本発明の内燃機関の冷却装置の実施形態を、以下に説明する。   An embodiment of a cooling device for an internal combustion engine of the present invention will be described below.

《実施形態1》
〔内燃機関の冷却装置〕
図1を参照して、実施形態1に係る内燃機関の冷却装置1Aを説明する。内燃機関の冷却装置1Aは、内燃機関(エンジン2)とラジエター3との間に冷却液Cを循環させて、エンジン2からの熱の吸収と、その熱のラジエター3を介した大気中への放熱とを行うことでエンジン2を冷却する。また、内燃機関の冷却装置1Aは、内燃機関(エンジン2)と補機用熱交換器との間に冷却液Cを循環させて、エンジン2からの熱の吸収と、補機用熱交換器を介した放熱とを行う。内燃機関の冷却装置1Aの主たる特徴とするところは、補機用熱交換器への冷却液Cの流通を阻止する際に、エンジン2から補機用熱交換器への冷却液Cの流通量の制限を、冷却液Cを循環させる電動ポンプ5を停止した後に行う点にある。以下、内燃機関の冷却装置1Aの各構成を説明した後、補機用熱交換器への冷却液Cの流通を阻止する際における内燃機関の冷却装置1Aの動作の制御手順を説明する。ここでは、内燃機関の冷却装置1Aは、補機用熱交換器を車室内用のヒータ4で構成して、冷却液Cで吸収したエンジン2の熱を車室内の暖房の熱源に利用する形態を例に説明する。図1は、冷却液Cの流通方向を黒塗り矢印で示しており、暖機運転中でかつヒータ4の稼働時の冷却液Cの流通状態を示す。
Embodiment 1
[Cooling device for internal combustion engine]
With reference to FIG. 1, a cooling apparatus 1A for an internal combustion engine according to Embodiment 1 will be described. The internal combustion engine cooling device 1 </ b> A circulates a coolant C between the internal combustion engine (engine 2) and the radiator 3, absorbs heat from the engine 2, and absorbs the heat into the atmosphere via the radiator 3. The engine 2 is cooled by performing heat dissipation. The cooling device 1A for the internal combustion engine circulates the coolant C between the internal combustion engine (engine 2) and the heat exchanger for auxiliary equipment to absorb heat from the engine 2 and to heat the auxiliary equipment. Heat dissipation via The main feature of the cooling device 1A for the internal combustion engine is that the flow rate of the coolant C from the engine 2 to the auxiliary heat exchanger when the flow of the coolant C to the auxiliary heat exchanger is blocked. This is because the electric pump 5 that circulates the coolant C is stopped. Hereinafter, after describing each structure of the cooling device 1A for the internal combustion engine, a control procedure for the operation of the cooling device 1A for the internal combustion engine when the flow of the coolant C to the auxiliary heat exchanger is blocked will be described. Here, the cooling apparatus 1A for the internal combustion engine is configured such that the heat exchanger for the auxiliary machine is configured by the heater 4 for the vehicle interior, and the heat of the engine 2 absorbed by the coolant C is used as a heat source for heating the vehicle interior. Will be described as an example. FIG. 1 shows the flow direction of the coolant C with black arrows, and shows the flow state of the coolant C during the warm-up operation and when the heater 4 is in operation.

(冷却液)
冷却液Cは、エンジン2(内燃機関)の熱を吸収してエンジン2を冷却する。冷却液Cによるエンジン2の熱の吸収は、冷却液Cをエンジン2のウォータジャケット211,221(後述)に流通させることで行える。エンジン2の熱を吸収した冷却液Cは、その熱をラジエター3を介して大気中に放熱することで冷却されたり、ヒータ4を介して車室内へ放熱されたりする。エンジン2とラジエター3との間、及びエンジン2とヒータ4との間のそれぞれでの冷却液Cの循環は、電動ポンプ5を用いて、ラジエター側循環路30とラジエターバイパス路6、及びヒータ側循環路40とラジエターバイパス路6のそれぞれを流通させることで行える(いずれも後述)。この電動ポンプ5による冷却液Cの循環経路は、電動ポンプ5→エンジン2内(シリンダブロック21のウォータジャケット211→シリンダヘッド22のウォータジャケット221)→ラジエター3やヒータ4→電動ポンプ5である。冷却液Cには、不凍液やLLC(ロングライフクーラント)などを含むものを好適に利用できる。
(Cooling liquid)
The coolant C cools the engine 2 by absorbing heat from the engine 2 (internal combustion engine). The absorption of heat of the engine 2 by the coolant C can be performed by circulating the coolant C through water jackets 211 and 221 (described later) of the engine 2. The coolant C that has absorbed the heat of the engine 2 is cooled by radiating the heat to the atmosphere via the radiator 3 or radiated into the vehicle compartment via the heater 4. The coolant C is circulated between the engine 2 and the radiator 3 and between the engine 2 and the heater 4 by using the electric pump 5, and the radiator side circulation path 30, the radiator bypass path 6, and the heater side. This can be done by circulating each of the circulation path 40 and the radiator bypass path 6 (both will be described later). The circulation path of the coolant C by the electric pump 5 is as follows: the electric pump 5 → in the engine 2 (the water jacket 211 of the cylinder block 21 → the water jacket 221 of the cylinder head 22) → the radiator 3 or the heater 4 → the electric pump 5. As the cooling liquid C, a liquid containing an antifreeze liquid or LLC (long life coolant) can be suitably used.

(ウォータジャケット)
ウォータジャケット211,221は、冷却液Cの流通経路である。ウォータジャケット211,221は、エンジン2のシリンダブロック21及びシリンダヘッド22のそれぞれに設けられる。
(Water jacket)
The water jackets 211 and 221 are flow paths for the coolant C. The water jackets 211 and 221 are provided on each of the cylinder block 21 and the cylinder head 22 of the engine 2.

(電動ポンプ)
電動ポンプ5は、冷却液Cを循環させる。この電動ポンプ5により冷却液Cは圧送される。ここでは、電動ポンプ5の出口は、シリンダブロック21のウォータジャケット211に連通している。この電動ポンプ5の入口には、後述のラジエターバイパス路6の出口が連通しており、ラジエター3やヒータ4を流通した冷却液Cがラジエターバイパス路6を介して電動ポンプ5に戻される。ここでいう「入口」と「出口」とは、冷却液Cの「入」と「出」とを基準に説明している。この「入口」と「出口」は、以降の説明でも同様である。電動ポンプ5は、エンジン2の回転により駆動せず、モータ(図示略)で駆動する。そのため、電動ポンプ5の稼動や停止の制御をエンジン2の回転数によらず自在に行える。電動ポンプ5の稼動や停止の制御は、ポンプ制御部50により行われる。
(Electric pump)
The electric pump 5 circulates the coolant C. The coolant C is pumped by the electric pump 5. Here, the outlet of the electric pump 5 communicates with the water jacket 211 of the cylinder block 21. An outlet of a radiator bypass passage 6 (described later) communicates with the inlet of the electric pump 5, and the coolant C that has passed through the radiator 3 and the heater 4 is returned to the electric pump 5 through the radiator bypass passage 6. Here, “inlet” and “outlet” are described based on “in” and “out” of the coolant C. This “entrance” and “exit” are the same in the following description. The electric pump 5 is not driven by the rotation of the engine 2 but is driven by a motor (not shown). Therefore, the operation and stop of the electric pump 5 can be freely controlled regardless of the rotational speed of the engine 2. The pump controller 50 controls the operation and stop of the electric pump 5.

(ポンプ制御部)
ポンプ制御部50は、電動ポンプ5の稼動と停止とを制御する。ポンプ制御部50による電動ポンプ5の稼動のタイミングは、例えば、エンジン2の始動に合わせたり、エンジン2の始動後、エンジン2の温度が所定の温度以上になったときに合わせたりすることが挙げられる。後述のようにエンジン2の稼動時においてポンプ制御部50により電動ポンプ5を一時的に停止させた場合、ポンプ制御部50による電動ポンプ5の稼動(再稼動)のタイミングは、後述の流量制御部44による流量可変機構43の閉鎖が完了してヒータ側循環路40が不通になったときに合わせる。
(Pump control unit)
The pump control unit 50 controls the operation and stop of the electric pump 5. For example, the operation timing of the electric pump 5 by the pump control unit 50 may be matched with the start of the engine 2 or when the temperature of the engine 2 becomes equal to or higher than a predetermined temperature after the engine 2 is started. It is done. As will be described later, when the electric pump 5 is temporarily stopped by the pump control unit 50 during operation of the engine 2, the timing of operation (re-operation) of the electric pump 5 by the pump control unit 50 is described later. When the closing of the flow rate variable mechanism 43 by 44 is completed and the heater-side circulation path 40 is disconnected.

一方、ポンプ制御部50による電動ポンプ5の停止のタイミングは、ヒータ4への冷却液Cの流通を阻止する際に連動させることが挙げられる。この停止のタイミングは、例えば、冷却液Cが所定温度以下(低温度)のときのヒータ4の停止に連動させることが挙げられる。この連動と、後述するように、流量制御部44による流量可変機構43の閉鎖を電動ポンプ5の停止後に行うこととで、ヒータ4の停止→電動ポンプ5の停止→流量可変機構43の閉鎖、の順に制御が行われる。ポンプ制御部50による電動ポンプ5の停止のタイミングは、エンジン2の停止にも合わせる。このポンプ制御部50は、ECU(エンジンコントロールユニット)で制御される。この点は、後述の流量制御部44も同様である。   On the other hand, the timing at which the electric pump 5 is stopped by the pump control unit 50 may be linked when the coolant C is prevented from flowing to the heater 4. For example, the timing of this stop is linked to the stop of the heater 4 when the coolant C is below a predetermined temperature (low temperature). As described later, by closing the variable flow rate mechanism 43 by the flow rate control unit 44 after the electric pump 5 is stopped, the heater 4 is stopped, the electric pump 5 is stopped, the flow rate variable mechanism 43 is closed, Control is performed in this order. The timing of stopping the electric pump 5 by the pump control unit 50 is also matched to the stop of the engine 2. The pump control unit 50 is controlled by an ECU (Engine Control Unit). This also applies to the flow rate controller 44 described later.

(ヒータ)
ヒータ4は、エンジン2の熱を吸収した冷却液Cを流通させて、その熱を車室内に放熱することで車室内を暖める。ヒータ4は、冷却液Cの熱を放熱するため、冷却液Cの冷却をも行う。ヒータ4は、冷却液Cが流通するヒータコア(熱交換器:図示略)を備える。ヒータ4による冷却液Cの放熱・冷却は、このヒータコアに冷却液Cが流通することで行われる。
(heater)
The heater 4 circulates the coolant C that has absorbed the heat of the engine 2 and radiates the heat into the vehicle interior to warm the vehicle interior. Since the heater 4 dissipates the heat of the coolant C, the heater 4 also cools the coolant C. The heater 4 includes a heater core (heat exchanger: not shown) through which the coolant C flows. Heat dissipation / cooling of the coolant C by the heater 4 is performed by circulating the coolant C through the heater core.

(ヒータ側循環路)
ヒータ側循環路40は、エンジン2からヒータ4へ冷却液Cを流通させるヒータ側供給路41と、ヒータ4内を流通して放熱して冷却された冷媒液Cを排出するヒータ側排出路42とを備える。ヒータ側供給路41の入口は、シリンダヘッド22のウォータジャケット221に連通(開口)し、出口は、ヒータ4に連通(開口)する。ヒータ側排出路42の入口は、ヒータ4に連通し、出口は、後述のラジエターバイパス路6に連通する。ヒータ側循環路40には流量可変機構43が設けられている。
(Heater side circulation path)
The heater-side circulation path 40 has a heater-side supply path 41 that allows the coolant C to flow from the engine 2 to the heater 4, and a heater-side discharge path 42 that discharges the coolant liquid C that has flowed through the heater 4 and radiated and cooled. With. The inlet of the heater side supply path 41 communicates (opens) with the water jacket 221 of the cylinder head 22, and the outlet communicates (opens) with the heater 4. The inlet of the heater side discharge path 42 communicates with the heater 4, and the outlet communicates with a radiator bypass path 6 described later. A flow rate variable mechanism 43 is provided in the heater side circulation path 40.

(流量可変機構)
流量可変機構43は、エンジン2とヒータ4との間での冷却液Cの流通量を可変する。流量可変機構43の上記可変は、後述の流量制御部44の指示により行われる。流量可変機構43は、ヒータ側循環路40を開放・閉鎖する適当なバルブが挙げられ、ここでは電磁バルブとしている。流量可変機構43の設置箇所は、ヒータ側供給路41とヒータ側排出路42の途中のどちらでもよく、ここではヒータ側供給路41の途中としている。この流量可変機構43は、例えば、エンジン2の始動時や上述のヒータ4の停止に連動したポンプの停止後に閉鎖していてヒータ側供給路41を不通にし、冷却液Cが所定温度以上(高温時)のときに開放していてヒータ側供給路41を開通する。
(Variable flow rate mechanism)
The flow rate variable mechanism 43 varies the flow rate of the coolant C between the engine 2 and the heater 4. The above variable of the flow rate variable mechanism 43 is performed according to an instruction from a flow rate control unit 44 described later. The flow rate variable mechanism 43 may be an appropriate valve that opens and closes the heater-side circulation path 40, and is an electromagnetic valve here. The installation location of the flow rate variable mechanism 43 may be in the middle of the heater side supply path 41 and the heater side discharge path 42, and here is in the middle of the heater side supply path 41. The flow rate variable mechanism 43 is closed, for example, when the engine 2 is started or after the pump is stopped in conjunction with the stop of the heater 4 and the heater-side supply path 41 is disconnected. The heater side supply path 41 is opened.

(流量制御部)
流量制御部44は、流量可変機構43の開閉を制御する。それにより、ヒータ側供給路41を開通・不通にする。流量制御部44の上記制御は、例えば、冷却液Cの温度とヒータ4の稼動及び停止とに基づいて行うことが挙げられる。流量制御部44による流量可変機構43の開放のタイミングは、冷却液Cが高温度になったときに連動させることが挙げられる。一方、流量制御部44による流量可変機構43の閉鎖のタイミングは、上述のようにヒータ4の停止への切り替えに連動した電動ポンプ5の停止直後とする。そうすれば、流量可変機構43の閉鎖を容易に行える。電動ポンプ5を停止すると、ヒータ側循環路40を流通する冷却液Cによる流量可変機構43への抗力を実質的に排除できるためである。流量制御部44による流量可変機構43の閉鎖のタイミングは、ヒータ4の停止中に冷却液Cが低温度になったときや、エンジン2の始動直後に冷却液Cの温度が低温度の場合にも合わせる。
(Flow control unit)
The flow rate control unit 44 controls opening and closing of the flow rate variable mechanism 43. Thereby, the heater side supply path 41 is opened / closed. The above-described control of the flow rate control unit 44 may be performed based on, for example, the temperature of the coolant C and the operation and stop of the heater 4. The timing of opening the flow rate variable mechanism 43 by the flow rate control unit 44 may be interlocked when the coolant C reaches a high temperature. On the other hand, the closing timing of the flow rate variable mechanism 43 by the flow rate control unit 44 is immediately after the electric pump 5 is stopped in conjunction with the switching to the heater 4 being stopped as described above. Then, the flow rate variable mechanism 43 can be easily closed. This is because when the electric pump 5 is stopped, the drag on the flow rate variable mechanism 43 by the coolant C flowing through the heater-side circulation path 40 can be substantially eliminated. The timing of closing the flow rate variable mechanism 43 by the flow rate control unit 44 is when the coolant C becomes low temperature while the heater 4 is stopped or when the temperature of the coolant C is low immediately after the engine 2 is started. Also match.

(ラジエター)
ラジエター3は、エンジン2の熱を吸収した冷却液Cを流通させて、その熱を大気中に放熱することで冷却液Cを冷却する。
(Radiator)
The radiator 3 cools the coolant C by circulating the coolant C that has absorbed the heat of the engine 2 and dissipating the heat into the atmosphere.

(ラジエター循環路)
ラジエター循環路30は、エンジン2からラジエター3に冷却液Cを供給するラジエター供給路31と、ラジエター3内を流通して冷却した冷却液Cをラジエター3から排出するラジエター排出路32とを備える。ラジエター供給路31の入口は、シリンダヘッド22のウォータジャケット221に連通し、出口は、ラジエター3に連通する。ラジエター排出路32の入口は、ラジエター3に連通し、出口は、ラジエターバイパス路6に連通する。
(Radiator circuit)
The radiator circulation path 30 includes a radiator supply path 31 that supplies the coolant C from the engine 2 to the radiator 3, and a radiator discharge path 32 that discharges the coolant C that has been circulated through the radiator 3 and cooled from the radiator 3. The inlet of the radiator supply path 31 communicates with the water jacket 221 of the cylinder head 22, and the outlet communicates with the radiator 3. The inlet of the radiator discharge path 32 communicates with the radiator 3, and the outlet communicates with the radiator bypass path 6.

(ラジエターバイパス路)
ラジエターバイパス路6は、冷却液Cが所定温度未満の場合、冷却液Cのラジエター3への流通をバイパスさせて電動ポンプ5へ戻す。冷却液Cがラジエター3をバイパスすることで、冷却液Cの所定温度以上への調整を迅速に行ない易い。ラジエターバイパス路6の入口は、ヒータ側排出路42の出口やラジエター側排出路32の出口が連通しており、ラジエターバイパス路6の出口は、電動ポンプ5に連通している。ラジエターバイパス路6には、冷却液Cのラジエター3への流通と、冷却液Cをラジエター3に流通させずに冷却液Cのラジエターバイパス路6への流通とを調整するサーモスタット7が設けられている。
(Radiator bypass)
When the coolant C is below a predetermined temperature, the radiator bypass 6 bypasses the flow of the coolant C to the radiator 3 and returns it to the electric pump 5. By allowing the coolant C to bypass the radiator 3, it is easy to quickly adjust the coolant C to a predetermined temperature or higher. The outlet of the radiator bypass path 6 communicates with the outlet of the heater side discharge path 42 and the outlet of the radiator side discharge path 32, and the outlet of the radiator bypass path 6 communicates with the electric pump 5. The radiator bypass 6 is provided with a thermostat 7 that adjusts the flow of the coolant C to the radiator 3 and the flow of the coolant C to the radiator bypass 6 without flowing the coolant C to the radiator 3. Yes.

(サーモスタット)
サーモスタット7は、冷却液Cの温度を調整する。サーモスタット7は、冷却液Cの温度が所定温度未満の場合、ラジエター側循環路30を冷却液Cが流通しないようにラジエター側循環路30を閉鎖し、冷却液Cの温度が所定温度以上の場合、ラジエター側循環路30を冷却液Cが流通するようにラジエター側循環路30を開放する。サーモスタット7によるラジエター側循環路30の開閉は、エンジン2の暖機前後で行うことが挙げられる。即ち、エンジン2の暖機前にはラジエター側循環路30を不通にし、暖機後にはラジエター側循環路30を開通することが挙げられる。サーモスタット7の配置箇所は、ラジエター供給路31の入口やラジエター排出路32の出口が挙げられ、ここではラジエター排出路32の出口としている。
(thermostat)
The thermostat 7 adjusts the temperature of the coolant C. The thermostat 7 closes the radiator side circulation path 30 so that the cooling liquid C does not flow through the radiator side circulation path 30 when the temperature of the cooling liquid C is lower than the predetermined temperature, and the temperature of the cooling liquid C is equal to or higher than the predetermined temperature. The radiator side circulation path 30 is opened so that the coolant C flows through the radiator side circulation path 30. The opening and closing of the radiator side circulation path 30 by the thermostat 7 may be performed before and after the engine 2 is warmed up. That is, the radiator side circulation path 30 is disconnected before the engine 2 is warmed up, and the radiator side circulation path 30 is opened after the engine 2 is warmed up. The location of the thermostat 7 includes the inlet of the radiator supply path 31 and the outlet of the radiator discharge path 32, and here the outlet of the radiator discharge path 32.

(その他)
内燃機関の冷却装置1Aは、ラジエター3やヒータ4の他、例えば、エンジン2とスロットルボディ8との間や、エンジン2とEGRバルブ9との間などで、冷却液Cを循環することもできる。スロットルボディ8は、スロットルバルブ(図示略)を収納する。EGRバルブ9は、EGR(排気ガス再循環装置:図示略)において、エンジン2の気筒の吸気ポート(図示略)に還流させる排気ガスの流量を調整する。エンジン2とスロットルボディ8との間での冷却液Cの循環により、暖機運転時にアイドリング回転数を高めたり、スロットルバルブ(バタフライ:図示略)の凍結を防止したりすることができる。エンジン2とEGRバルブ9との間での冷却液Cの循環により、EGRバルブ9の冷却を行える。
(Other)
In addition to the radiator 3 and the heater 4, the internal combustion engine cooling device 1 </ b> A can also circulate the coolant C between the engine 2 and the throttle body 8 or between the engine 2 and the EGR valve 9, for example. . The throttle body 8 houses a throttle valve (not shown). The EGR valve 9 adjusts the flow rate of exhaust gas recirculated to an intake port (not shown) of a cylinder of the engine 2 in an EGR (exhaust gas recirculation device: not shown). By circulating the coolant C between the engine 2 and the throttle body 8, it is possible to increase the idling speed during warm-up operation and to prevent the throttle valve (butterfly: not shown) from freezing. The EGR valve 9 can be cooled by circulating the coolant C between the engine 2 and the EGR valve 9.

エンジン2とスロットルボディ8との間での冷却液Cの循環は、エンジン2からスロットルボディ8へ冷却液Cを供給するスロットル側供給路81と、スロットルボディ8内を流通した冷却液Cをスロットルボディ8から排出するスロットル側排出路82とで行える。スロットル側供給路81の入口は、ヒータ側供給路41の途中に連通し、出口はスロットルボディ8に連通している。スロットル側供給路81の入口の連通箇所は、ここではヒータ側供給路42における流通可変機構43の上流側としている。流量可変機構43の開閉によらず、冷却液Cをスロットルボディ8へ流通できる。一方、スロットル側排出路82の入口はスロットルボディ8に連通し、出口はヒータ側排出路42の途中に連通している。スロットル側排出路82の出口の連通箇所は、ここではEGRバルブ側排出路92の出口よりも上流側としている。   The coolant C is circulated between the engine 2 and the throttle body 8 by the throttle side supply path 81 for supplying the coolant C from the engine 2 to the throttle body 8 and the coolant C flowing through the throttle body 8 being throttled. This can be done with a throttle side discharge path 82 that discharges from the body 8. The inlet of the throttle side supply path 81 communicates with the heater side supply path 41 and the outlet communicates with the throttle body 8. In this embodiment, the communication part of the inlet of the throttle side supply path 81 is the upstream side of the variable flow mechanism 43 in the heater side supply path 42. Regardless of whether the flow rate variable mechanism 43 is opened or closed, the coolant C can be distributed to the throttle body 8. On the other hand, the inlet of the throttle side discharge path 82 communicates with the throttle body 8, and the outlet communicates with the heater side discharge path 42. Here, the communication point of the outlet of the throttle side discharge path 82 is upstream of the outlet of the EGR valve side discharge path 92.

エンジン2とEGRバルブ9との間での冷却液Cの循環は、エンジン2からEGRバルブ9へ冷却液Cを供給するEGR側供給路91と、EGRバルブ9内を流通した冷却液CをEGRバルブ9から排出するEGR側排出路92とで行える。EGR側供給路91の入口は、シリンダヘッド22のウォータジャケット221に連通し、出口は、RGRバルブ9に連通している。EGR側排出路92の入口は、EGRバルブ9におけるEGR側供給路91の出口とは異なる箇所に連通し、出口は、ヒータ側排出路42の途中に連通している。EGR側排出路92の出口の連通箇所は、ここではヒータ側排出路42におけるスロットル側排出路82の出口よりも下流側としている。   The coolant C is circulated between the engine 2 and the EGR valve 9 by the EGR side supply path 91 that supplies the coolant C from the engine 2 to the EGR valve 9 and the coolant C that flows through the EGR valve 9 through the EGR. This can be done with the EGR side discharge path 92 that discharges from the valve 9. The inlet of the EGR side supply path 91 communicates with the water jacket 221 of the cylinder head 22, and the outlet communicates with the RGR valve 9. The inlet of the EGR side discharge path 92 communicates with a location different from the outlet of the EGR side supply path 91 in the EGR valve 9, and the outlet communicates with the heater side discharge path 42. Here, the communication point of the outlet of the EGR side discharge path 92 is set downstream of the outlet of the throttle side discharge path 82 in the heater side discharge path 42.

(制御手順)
暖機運転中のヒータ4の停止時における内燃機関の冷却装置1Aの動作の制御手順を説明する。ヒータ4の稼働時における内燃機関の冷却装置1Aの動作状態を説明した後、ヒータ4を停止したときの制御手順を説明する。
(Control procedure)
A control procedure of the operation of the cooling device 1A for the internal combustion engine when the heater 4 is stopped during the warm-up operation will be described. After describing the operating state of the cooling apparatus 1A for the internal combustion engine when the heater 4 is operating, the control procedure when the heater 4 is stopped will be described.

ヒータ4の稼働時、流量制御部44により流量可変機構43は開放されていて、ヒータ側循環路40は開通している。このとき、電動ポンプ5は稼動しているため、エンジン2とヒータ4との間での冷却液Cの循環経路は、電動ポンプ5→エンジン2→ヒータ側供給路41→ヒータ4→ヒータ側排出路42→ラジエターバイパス路6→電動ポンプ5である。   When the heater 4 is in operation, the flow rate control unit 44 opens the flow rate variable mechanism 43 and the heater side circulation path 40 is opened. At this time, since the electric pump 5 is operating, the circulation path of the coolant C between the engine 2 and the heater 4 is the electric pump 5 → the engine 2 → the heater side supply path 41 → the heater 4 → the heater side discharge. The path 42 → the radiator bypass path 6 → the electric pump 5.

この状態で車両の乗員がヒータ4を停止したら、その停止に連動してポンプ制御部50が電動ポンプ5を停止する。このとき、冷却液Cの循環が直ちに停止し、冷却液Cによる流量可変機構43への抗力が実質的に排除される。流量制御部44は、電動ポンプ5が停止したら、流量可変機構43を閉鎖する。この流量可変機構43の閉鎖が完了したら、ヒータ側供給路41が不通になる。ポンプ制御部50は、流量可変機構43の閉鎖の完了に伴って、電動ポンプ5を再稼動させる。ポンプ制御部50による電動ポンプ5の停止後、再稼動までの時間(停止時間)は、流量可変機構43の閉鎖の完了までの短時間であるため、エンジン2の冷却性能への影響は実質的に無いと考えられる。   When the vehicle occupant stops the heater 4 in this state, the pump control unit 50 stops the electric pump 5 in conjunction with the stop. At this time, the circulation of the coolant C is immediately stopped, and the drag on the flow rate variable mechanism 43 by the coolant C is substantially eliminated. The flow rate control unit 44 closes the flow rate variable mechanism 43 when the electric pump 5 stops. When the closing of the flow rate variable mechanism 43 is completed, the heater side supply path 41 is disconnected. The pump control unit 50 restarts the electric pump 5 with the completion of the closing of the variable flow rate mechanism 43. After the electric pump 5 is stopped by the pump control unit 50, the time until the re-operation (stop time) is a short time until the closing of the flow rate variable mechanism 43, so the influence on the cooling performance of the engine 2 is substantial. It is thought that there is not.

その後、ヒータ4を再稼動させた場合、ポンプ制御部50が電動ポンプ5を停止することなく稼動した状態のまま、流量制御部44は流量可変機構43を開放する。冷却液Cの流通時における流量制御部44による流量可変機構43の開放は、閉鎖時と異なり、冷却液Cによる抗力が作用することがないからである。   Thereafter, when the heater 4 is restarted, the flow controller 44 opens the flow variable mechanism 43 while the pump controller 50 is operating without stopping the electric pump 5. This is because, when the coolant C is circulated, the flow rate control unit 44 opens the flow rate variable mechanism 43 unlike the closed state, so that the drag force by the coolant C does not act.

〔作用効果〕
以上説明した内燃機関の冷却装置1Aは、ヒータ4を停止した際、この停止に連動してポンプ制御部50により電動ポンプ5を停止した後に、流量制御部44により流量可変機構43を閉鎖できる。そのため、ヒータ4の停止時に、流量可変機構43への冷却液Cの抗力を実質的に排除できる。これに伴い、流量可変機構43を小型化できるため、(a)流量可変機構43の消費電力を小さくできて燃費の向上に寄与する、(b)軽量化に寄与する、(c)コストの低減に寄与する、(d)ウォータハンマーによる異音の発生を抑制し易い。
[Function and effect]
When the heater 4 is stopped, the cooling device 1A for the internal combustion engine described above can close the flow rate variable mechanism 43 by the flow rate control unit 44 after stopping the electric pump 5 by the pump control unit 50 in conjunction with the stop. Therefore, when the heater 4 is stopped, the drag of the coolant C against the flow rate variable mechanism 43 can be substantially eliminated. Accordingly, the flow variable mechanism 43 can be reduced in size, so that (a) the power consumption of the variable flow mechanism 43 can be reduced, contributing to improved fuel consumption, (b) contributing to weight reduction, and (c) reducing cost. (D) It is easy to suppress the generation of noise due to the water hammer.

本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、補機用熱交換器は、トランスミッション用ウォーマ、EGRクーラ、サブラジエターなどとすることができる。   The present invention is not limited to these exemplifications, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims. For example, the auxiliary heat exchanger can be a transmission warmer, an EGR cooler, a sub-radiator, or the like.

本発明の内燃機関の冷却装置は、自動車のエンジンを冷却する冷却装置に好適に利用できる。   The cooling device for an internal combustion engine of the present invention can be suitably used as a cooling device for cooling an automobile engine.

1A 内燃機関の冷却装置
C 冷却液
2 エンジン(内燃機関)
21 シリンダブロック 22 シリンダヘッド
211,221 ウォータジャケット
3 ラジエター
30 ラジエター側循環路 31 ラジエター側供給路 32 ラジエター側排出路
4 ヒータ(補機用熱交換器)
40 ヒータ側循環路 41 ヒータ側供給路 42 ヒータ側排出路
43 流量可変機構 44流量制御部
5 電動ポンプ 50 ポンプ制御部
6 ラジエターバイパス路
7 サーモスタット
8 スロットルボディ 81 スロットル側供給路 82 スロットル側排出路
9 EGRバルブ 91 EGR側供給路 92 EGR側排出路
1A Cooling device for internal combustion engine C Coolant 2 Engine (internal combustion engine)
21 Cylinder block 22 Cylinder head 211, 221 Water jacket 3 Radiator 30 Radiator side circulation path 31 Radiator side supply path 32 Radiator side discharge path 4 Heater (heat exchanger for auxiliary equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 Heater side circulation path 41 Heater side supply path 42 Heater side discharge path 43 Flow variable mechanism 44 Flow rate control part 5 Electric pump 50 Pump control part 6 Radiator bypass path 7 Thermostat 8 Throttle body 81 Throttle side supply path 82 Throttle side discharge path 9 EGR valve 91 EGR side supply path 92 EGR side discharge path

Claims (1)

内燃機関と補機用熱交換器との間に冷却液を循環させて、前記内燃機関からの熱の吸収と、前記補機用熱交換器を介した放熱とを行う内燃機関の冷却装置であって、
前記冷却液を循環させる電動ポンプと、
前記内燃機関と前記補機用熱交換器との間での前記冷却液の流通量を可変する流量可変機構と、
前記補機用熱交換器への前記冷却液の流通を阻止する際に、前記電動ポンプを一時的に停止させるポンプ制御部と、
前記電動ポンプの停止に連動して前記流量可変機構により前記冷却液の流通量を制限する流量制御部とを備える内燃機関の冷却装置。
A cooling device for an internal combustion engine that circulates a coolant between the internal combustion engine and an auxiliary heat exchanger to absorb heat from the internal combustion engine and to dissipate heat through the auxiliary heat exchanger. There,
An electric pump for circulating the coolant;
A flow rate variable mechanism that varies the flow rate of the coolant between the internal combustion engine and the auxiliary heat exchanger;
A pump controller that temporarily stops the electric pump when blocking the flow of the coolant to the auxiliary heat exchanger;
A cooling device for an internal combustion engine, comprising: a flow rate control unit that restricts a flow rate of the coolant by the flow rate variable mechanism in conjunction with the stop of the electric pump.
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