JP5451594B2 - 内燃機関冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は概して燃焼機関冷却の分野に関する。

更に詳しくは、本発明は、
クランクケースを冷却するための伝熱流体の循環を可能するように設計されたクランクケース交換器と、
主ラジエータと、
付加ラジエータと、
クランクケース交換器とラジエータの間で伝熱流体を運ぶように設計された冷却回路と
を備えた内燃機関を冷却するための装置に関する。

エンジンを冷却するために、冷却すべきエンジンの領域から熱エネルギーを集める交換器が使用され、この熱エネルギーは１個以上のラジエータに運ばれる。

これが、多数の内燃機関メーカーがエンジンを冷却するための様々な解決策を開発した理由である。

上記の種類のエンジン冷却装置は、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献は、主ラジエータと付加ラジエータを備えた装置を開示している。この付加ラジエータは作動中、主ラジエータの冷却能力を増大することができる。

仏国特許第２８８４８６５号明細書

このような状況において、本発明の目的は、特定のエンジンの冷却要求に適応するために、エンジンの回転中にラジエータの使用を変更すことが可能なエンジン冷却装置を提案することである。

この目的のために、本発明の冷却装置は、その他の点では上記の前提部分で説明した包括的定義と同じであり、燃焼ガスを運ぶための管と伝熱流体を運ぶための管とを有する燃焼ガス交換器を備え、この燃焼ガス交換器が伝熱流体を運んで燃焼ガスと伝熱流体の間で熱の交換を行うように設計されていることと、冷却回路が燃焼ガス交換器と前記主ラジエータ及び付加ラジエータとの間で伝熱流体を運ぶように設計されていることとを特徴とする。

本発明を理解するために、クランクケース交換器は、好ましくはクランクケース内の伝熱流体の通路によって設計される冷却回路である。

本発明により、エンジンの冷却は、
−熱エネルギーの集積の観点から変更可能である。というのは、熱エネルギーがエンジン内の様々な個所、例えばクランクケースと燃焼ガスが循環する領域で集められるからである。エンジンの冷却は更に、
−集められた熱エネルギーの散逸の観点から変更可能である。というのは、同一の冷却回路によって運ばれたこの熱エネルギーが、主ラジエータ及び／又は付加ラジエータを介して散逸可能であるからである。

主ラジエータと付加ラジエータは、冷却回路を介してクランクケース交換器と燃焼ガス交換器に同時に接続可能であり、燃焼ガスとクランクケースから同時に熱を集めることが所望される場合に、複数のラジエータの冷却能力を組み合わせることを可能にする。

更に、本発明により、付加ラジエータが無い場合に必要であろう大きさと比べて、主ラジエータを小さくすることができる。この特徴は主ラジエータを車両に容易に組み込むこと、特に適度な大きさの２個のラジエータを車両に組み込むことが、非常に大きな１個のラジエータを組み込むことよりも容易になる。

適度な大きさの主ラジエータを使用するという事実は、その熱慣性を制限できることを意味する。

本発明を理解するために、燃焼ガスがエンジンの少なくとも１個の燃焼室から発生する燃料の燃焼によるガスであることに留意すべきである。この燃焼ガスは通常は排出されるが、エンジンの動作に影響を与えるために燃焼室に均等に入れることができる。こうして、入れられる燃焼ガスの温度を制御することにより、エンジンの動作に影響を与えることができる。従って、本発明は、燃焼室内に噴射される燃焼ガスの温度の制御を行うことを可能にする。理想的には、燃焼ガス交換器の出口に配置された温度プローブを用いて、燃焼ガスの温度を測定又は評価する。この温度プローブは更に、過熱の危険に対して本発明の装置を保護するために使用可能である。

更に、主ラジエータが、付加ラジエータの熱交換表面積よりも大きな熱交換表面積を有し、冷却回路がポンプ及び／又は弁のようなアクチュエータを備え、且つラジエータを直列に接続する直列構造及びラジエータを並列に接続する並列構造を選択的に採用するように、設計することができる。

直列構造から並列構造への冷却回路の切換えは、少なくとも１個の上記アクチュエータの操作によって行われる。

冷却回路が直列構造であるとき、主ラジエータを通って流れる伝熱流体の全部が付加ラジエータを通って流れる。この場合、伝熱流体を冷却するために使用可能な熱交換表面積は最大であり、エンジン冷却を促進する。それに対して、冷却回路が並列構造であるときには、一部の伝熱流体が主ラジエータを通って流れ、分離された残りの伝熱流体が付加ラジエータを通って流れる。この実施形態の場合、主ラジエータを通過する伝熱流体の割合と付加ラジエータを通過する伝熱流体の割合を変更することにより、冷却回路によって提供される冷却能力を変更することができる。従って、この実施形態は、伝熱流体から熱を取り出すラジエータの実際の能力に従って及び実際のエンジン冷却要求に従って、各ラジエータを使用することを可能にする。

この実施形態は更に、クランクケース交換器を通る伝熱流体の流れを増やすことができ、従ってエンジンブロック冷却が促進される。

本発明が、アクチュエータを操作することによって直列構造から並列構造に簡単に切り換えることを可能にするという事実が特に有利である。というのは、装置とエンジンの動作に最も適している構造をいつでも選択することができるからである。

本発明は更に、内燃機関冷却装置を制御するための方法に関する。本発明のこの方法によれば、前記冷却装置の構成要素の少なくとも１つの温度を測定し、
−測定された温度が所定の低温レベルよりも低いとき、伝熱流体の同一の流れが主ラジエータ及び付加ラジエータと燃焼ガス交換器を通って流れる構造を採用するように装置に指示し、
−この測定された温度が所定の高温レベルよりも高いと、伝熱流体の流れがクランクケース交換器を通って流れ、次いで流体の２つの支流に分割される構造を採用するように装置に指示し、
−この支流の一方が付加ラジエータを通過しないで主ラジエータを通って流れ、
−この流体支流の他方が主ラジエータを通過しないで付加ラジエータを通って流れる
ようにする。

前記冷却装置の構成要素の温度は通常、クランクケースの近く及びクランクケース交換器の近くに配置された構成要素で測定され、測定された温度はクランクケースが属するエンジンブロックの温度を表わす。そのために、クランクケース交換器の出口に配置されたサーモスタットによって測定温度を測定する。このようなサーモスタットは、クランクケース交換器と主ラジエータ及び付加ラジエータの間を通過する伝熱流体の流れを制御するように配置されたサーモスタットして後述する。この場合、サーモスタットは、装置を制御し、一方又は他方の構造を採用するサーモスタットである。

この方法によれば、測定された温度が低いとき、すなわち所定の低温レベルよりも低いとき、燃焼ガス交換器を接続することにより、該交換器を通過するとき燃焼ガスが主ラジエータと付加ラジエータとを直列に流れて冷却される。その結果、エンジンからの汚染物質の放出が低減される。

従って、エンジンブロックの冷却が弱められ、温度が一層急速に上昇する。

或いは、測定された温度が高いとき、すなわち所定の高温レベルよりも高いとき、伝熱流体が、主ラジエータと付加ラジエータを通過する前にクランクケース交換器を通って流れるようにする。これにより、エンジンブロックは冷却され、過熱によるエンジンオイルの劣化が防止される。これは消費の観点から有利である。このような構造の場合、主ラジエータと付加ラジエータはもはや直列に接続されず、並列に接続される。

本発明の好ましい実施形態では、測定された温度が所定の低温レベルよりも低いとき、主ラジエータと付加ラジエータを通って及び燃焼ガス交換器を通って流れる伝熱流体の前記同一の流れが、エンジン交換器を通って流れないようにする。

この実施形態は、クランクケースが所属するエンジンブロックが低温であるとき、クランクケースの暖機を促進し、且つエンジン効率を高め、始動時のエンジンの燃料消費を低減する。

更に、本発明の装置は、各交換器を流れる伝熱流体の流れを独立して変更するように設計されたアクチュエータを備えることができる。

更に、冷却回路は、伝熱流体を強制的にクランクケース交換器に循環させるために、クランクケース交換器と直列に取り付けられたいわゆる機械式伝熱流体ポンプを備えることができる。

この機械式ポンプはエンジンの可動部品にかみ合うポンプ駆動手段を備え、従って機械式ポンプはエンジンの可動部品によって機械的に作動させられ、クランクケース内に発生する伝熱流体の流れはエンジン速度に比例する。

更に、本発明の装置は、エンジンの燃料噴射器の周りで伝熱流体を循環させることができるように設計された噴射器交換器を備えることができ、この噴射器交換器は、それ自体と前記主ラジエータ及び付加ラジエータとの間で伝熱流体が運搬可能であるように、冷却回路に接続されている。

本発明の理解のために、噴射器交換器が、好ましくは噴射器支持部の本体を通る伝熱流体通路によって設計される冷却回路であることに留意すべきである。

この実施形態は、この燃料噴射器特有のラジエータを用いることなく、燃料噴射器を冷却することができる。燃料噴射器の機能は主として、エンジン排気管路内に配置された燃料噴射器のために使用され、粒子状汚染物質フィルタに向かって燃料を直接噴射する。

更に、本発明の冷却装置は、エンジンターボチャージャの少なくとも一部の周りで伝熱流体を循環させることができるように設計されたターボチャージャ交換器を備えることができ、このターボチャージャ交換器は、それ自体と前記主ラジエータ及び付加ラジエータとの間で伝熱流体が運搬可能であるように、冷却回路に接続されている。

本発明の理解のために、ターボチャージャ交換器が、好ましくはターボチャージャケーシングを通る伝熱流体の通路によって設計される冷却回路であることに留意すべきである。

この実施形態は、ターボチャージャ特有のラジエータに頼らずに、ターボチャージャの一部を冷却することができる。

更に、本発明の装置は装置ヒータを備えることができ、この装置ヒータは、それ自体と前記交換器の間で伝熱流体が運搬可能であるように、冷却回路に接続されている。

更に、冷却回路は、すべての交換器を前記主ラジエータ及び付加ラジエータに油圧的に接続する構造を採用するように設計することができる。

更に、本発明の冷却装置は、ターボチャージャ交換器と前記主ラジエータ及び付加ラジエータとの間で伝熱流体を強制的に循環させるように、ターボチャージャ交換器に直列に直接接続された一次電気式ポンプを備えることができる。

「接続された」という表現は、接続される物体間に分岐部を有していない管路によって設計される接続を直接的に定義する。従って、一次電気式ポンプと交換器の間の直接接続は、分岐部を備えていない管路によって行われる。

この電気式ポンプは、エンジン速度に比例する機械式ポンプによる流れと違って、エンジン速度に関係なく伝熱流体を強制的に循環させることができる。従って、この電気式ポンプはエンジンが回転していないときでも使用可能である。

更に、本発明の装置は、伝熱流体を付加ラジエータに強制的に循環させるために、付加ラジエータに直列に直接接続された付加電気式ポンプを備えることができる。

この実施形態は、エンジンが回転していないときに、伝熱流体を付加ラジエータに流すことができる。この実施形態は、主ラジエータと付加ラジエータが並列に取り付けられているときに使用可能である。この場合、付加ラジエータに直列に直接接続された付加ポンプが設けられているという事実により、付加ラジエータを通過する冷却回路からの流体の割合を制御することができる。特に、付加ポンプによって強制される流れが多いほど、主ラジエータを通過する割合と比べて、付加ラジエータを通過する流体の割合が大きくなる。

更に、冷却回路は、様々な交換器を接続した集熱部分と、様々なラジエータを接続した冷却部分とを備えることができ、この集熱部分と冷却部分とは供給管路と戻し管路とによって互いに接続され、この供給管路がクランクケース交換器の流体入口を主ラジエータと付加ラジエータの入口に接続し、戻し管路が主ラジエータと付加ラジエータの出口をクランクケース交換器の流体入口に接続し、装置が更にサーモスタットを備え、このサーモスタットは、クランクケース交換器と主ラジエータ及び付加ラジエータの間を通過する伝熱流体の流れを、この流体の温度の関数として調節するように、供給管路に設けられている。

サーモスタットはクランクケース交換器と主ラジエータ及び付加ラジエータとの間を通過する伝熱流体の流れを、この流体の温度の関数として調節するように設計されている。

戻し管路は、伝熱流体が主ラジエータ／付加ラジエータの一方及び／又は他方を通過した後で、伝熱流体を機械式ポンプに戻すことができる。この戻し管路は、ラジエータを通過するすべての伝熱流体がこの１つの戻し管路に沿ってクランクケース交換器に戻ることができるような戻し管路である。

本発明の他の特徴及び効果は、添付の図を参照し、完全に非制限的な説明である本発明の以下の記述から明らかになるであろう。

本発明の装置の第１実施形態の油圧回路図である。 図１の冷却装置を備えた内燃機関の立体図である。 本発明の装置の第２実施形態の油圧回路図である。 図３の冷却装置を備えた内燃機関の立体図である。

前述のように、本発明は内燃機関冷却装置に関する。

図１〜４に示した第１実施形態と第２実施形態によれば、本発明の装置は複数の交換器を備えている。この交換器は、エンジンの様々な構成部品から集熱し、集めたこの熱を、伝熱流体を用いて伝達するように設計されている。

この特定の実施例では、クランクケース交換器２は、クランクケースを冷却するクランクケース内の通路から形成されている。

燃焼ガス交換器６は燃焼ガスから集熱するように設計されている。この燃焼ガスは、本実施例では、燃焼ガスを再びエンジンの燃焼室に入れるために回路内を流れる。従って、この交換器により、再循環燃焼ガスの温度全体にわたって制御を向上させることができる。

噴射器交換器８は、排気内に配置された燃料噴射器の周りに位置している。この交換器は、好ましくは噴射器支持部に設計されたダクトであり、噴射器近くの燃焼ガスを循環させることにより、噴射器の過熱を防止するという目的を有する。

ターボチャージャ交換器９は、タ−ボチャージャから集熱するように設計され、従ってタ−ボチャージャの損傷を防止する。

図１〜４に示すように、本発明の装置は、主ラジエータ３と付加ラジエータ４と装置ヒータ１０とを備えている。この装置ヒータは、上記交換器を接続した冷却回路５に接続されている。

ラジエータ３、４と装置ヒータ１０は、冷却回路５を通って運ばれる伝熱流体から熱を取り去るように配置されている。

機械式ポンプ７は、冷却回路５の伝熱流体をクランクケース交換器２に押し込むために、クランクケース交換器の入口２０と直列に配置されている。この機械式ポンプ７は内燃機関の始動によって機械的に駆動される。

一次の電気式ポンプ１１は、冷却回路５によって運ばれた伝熱流体をターボチャージャ交換器９に押し込むために、ターボチャージャ交換器９に直列に接続されている。

図１と２の一実施形態を参照すると、付加的な電気式ポンプ１２が、冷却回路５によって運ばれた伝熱流体を燃焼ガス交換器に押し込むために、燃焼ガス交換器に直列に接続されている。

ターボチャージャ交換器と燃焼ガス交換器が互いに並列に取り付けられ、且つ図３と４の場合のようにそれぞれ一次ポンプに接続されている場合には、付加的な電気式ポンプ１２を、１個の独立ポンプと置き換えることができる。

本発明の両実施形態において、各電気式ポンプ１１、１２は、ポンプが作動していないときに伝熱流体が電気式ポンプを自由に通過することができるように選択されている。

図１〜４に示すサーモスタットは、クランクケース交換器２をラジエータ３、４に接続する供給管路１５に配置されている。このサーモスタット２１の機能は、クランクケース交換器２から供給管路１５を経てラジエータ３、４を通過する伝熱流体の流れを制御することである。この流れは、クランクケース交換器２によって加熱される流体の温度の関数として、サーモスタット２１によって制御される。従って、クランクケース交換器２からの伝熱流体は、温度が所定のしきい値、通常は９０°Ｃに等しいしきい値よりも高いときにのみ、ラジエータの方へ流れる。

図１〜４の本発明の装置は、冷却回路５の全体において最低伝熱流体圧力を維持しようとする膨張容器Ｂを備えている。

本発明の装置は更に、エンジンの変速機によって発生した熱を取り去るために、冷却回路に接続された変速機交換器ＥＢＶと、エンジンオイルパンで発生した熱を取り去るために、冷却回路５に接続されたエンジンオイル交換器ＥＭＯとを備えている。

弁交換器２９は、弁２９で発生した熱を散逸させるために使用可能である。この弁は、エンジンの燃焼室への燃焼ガスの通過を許容又は防止する弁である。

この弁交換器は、好ましくは、伝熱流体を循環することができるように、弁２９の本体内の通路によって形成されている。

最後に述べたこれらの２つの弁交換器ＥＢＶと弁交換器ＥＭＯは、少なくとも１個のラジエータを通過した伝熱流体を戻す戻り管路１８と並列に配置されている。

この戻り管路１８は、冷却された流体を戻すためにクランクケース交換器２の入口２０に接続されている。

膨張容器Ｂは、クランクケース交換器２の出口１６に接続された高い流体入口と、機械式ポンプ７の戻り管路１８に接続された低い出口とを有する。膨張容器Ｂのこの構造は、気泡を含まない伝熱流体を常に回路５に供給することができ、それによって冷却回路の全体的な効率を改善する。

車内を暖房するために車内に配置された装置ヒータ１０は、第１に、（図１と２に示すような）管路を介して直接的に、又は（図３と４に示すような）ノズル２８を備えた管路を介して、クランクケース交換器２の出口１６に接続され、第２に、機械式ポンプ７によってクランクケース交換器２の入口２０に接続されている。

同様に、付加噴射器交換器８は、第１に、
−図１と２に示すようなターボチャージャ交換器９と電気式ポンプ１１を介して、
−又は図３と４に示すようなノズル２８を介して、
クランクケース交換器２の出口に接続され、
第２に、機械式ポンプ７を介してクランクケース交換器２の入口に接続されている。

図１と２の特定な実施形態において、ターボチャージャ交換器９は、噴射器交換器８及び一次電気式ポンプ１１と直列に配置されている。従って、このターボチャージャ交換器９と噴射器交換器８と一次電気式ポンプ１１は１本の管路を設計し、この管路の一端はクランクケース交換器２の入口に接続され、他端はクランクケース交換器の出口に接続されている。

エンジンが回転しているとき、伝熱流体が機械式ポンプ７によってクランクケース交換器２の入口２０から出口１６へ送出され、一次電気式ポンプ１１を有する管路を流通する傾向を有し、その際出口１６に接続された管路の一端から入口２０に接続された管路の他端の方へ流れる。

従って、一次ポンプ１１のスイッチは、伝熱流体がこの管路を通って自由に流れることができるようにするために切られている。

それに対し、エンジンが回転していないときには、機械式ポンプ７はもはやエンジンによって駆動されず、従って作動しない。一次電気式ポンプ１１は電気的に作動させられ、エンジンが回転しているときの流体の流れ方向とは反対方向に管路を経て伝熱流体を強制的に流す。

噴射器交換器８及び／又はターボチャージャ交換器９を経て装置ヒータ１０の方へ及び／又はクランクケース交換器２の方へ伝熱流体を循環させるこの機能を実施するために、一次ポンプ１１によって生じる流れがクランクケース交換器の出口１６の方へ向き、クランクケース交換器２の入口２０の方へ向かないように、一次ポンプが配置されている。

この同じ実施形態において、エンジンが暖まっていて、サーモスタット２１が流体の循環を可能にする場合、一次ポンプ１１は、供給管路１５と主ラジエータ３と付加ラジエータ４を経て流体を強制的に流す傾向がある。従って、エンジンがまだ回転していないにもかかわらず、エンジン冷却能力を増大させる。

図１と２に示すこの同じ実施形態において、主ラジエータ３と付加ラジエータ４は並列に取り付けられ、それらの各入口１７は、供給管路１５のサーモスタットに接続されている。付加電気式ポンプ１２は付加ラジエータ４の出口１９と燃焼ガス交換器６の入口の間に配置されている。燃焼ガス交換器６の出口は、燃料戻し管路１８に、ひいては主交換器の出口１９に接続されている。

従って、エンジンが回転していなくても回転していても、エンジンが熱すぎるとき、サーモスタットは、クランクケース交換器２からラジエータ１７の入口に伝熱流体を流すことができ、それによって流体は噴射器交換器８とクランクケース交換器２に達し、そして戻り管路１８を経て装置ヒータ１０に達する。

付加ラジエータ４を通過する伝熱流体の流れを加速することが求められる場合には、二次電気式ポンプ１２が作動させられる。

この機能を可能にするために、付加電気式ポンプ１２は、供給管路１５から付加ラジエータ４を経て戻り管路１８への伝熱流体の流れを生じるような方向に向けられている。

一般的に、サーモスタットが部分的に開放しているときには、付加ポンプ１２が回転させることにより、付加ポンプにより付加ラジエータ２と燃焼ガス交換器６の間のループに流体の循環を生じさせる。この場合、主ラジエータ３内を流体が流れる方向は、付加電気式ポンプ１２と機械式ポンプ７によって生じる圧力差に依存する。

エンジンが回転し、サーモスタットが閉じているとき、すなわちサーモスタットの場所で伝熱流体の温度が９０°より低い冷間状態又は始動状態では、付加電気式ポンプ１２を回転させ、一次電気式ポンプ１１を回転させないようにする。このとき、伝熱流体が主ラジエータ３と付加ラジエータ４を通るループ内を循環するので、燃焼ガスの冷却は重要である。燃焼ガス交換器を流れる流体の温度は５０°Ｃよりも低い。

図１と２の装置のすべての動作シナリオにおいて、一次電気式ポンプ１１は、エンジン回転時に常にスイッチが切られ、エンジンが回転していないときにのみスイッチを入れることができる。

付加ラジエータ４内の流量が付加電気式ポンプ１２によって供給可能な流量よりも少ない場合には、付加ラジエータを流れる流量を増やすために、このポンプのスイッチを入れると有利であるが、このような動作過程は結果として主ラジエータを流れる流量を低減するであろう。

付加ポンプ１２は、測定された温度と、ポンプを起動する所定の温度しきい値とに基づいて制御可能である。

これを行うために電子制御装置を設けることができる。この装置は、測定された温度が所定のポンプ停止温度しきい値を超えと、直ちに付加ポンプ１２の作動を中断する。この特徴は主ラジエータを流れる流量を最適にすることができる。

図３と４の一実施形態では、燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９が冷却回路５の二次部分２２に配置されている。この二次部分は、第１三方弁２４を備えた二次部分入口２３と、第２三方弁２６を備えた二次部分出口２５とによって、冷却回路５の残りの部分に接続されている。

本発明の冷却装置１がこのような二次回路部分２２を有する本実施形態では、二次回路部分２２に、そして特に燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９に、伝熱流体を強制的に流すように、電気式ポンプ１１を回路の二次部分２２と直列に配置するか、又は二次部分２２の入口２３と出口２５の間で二次部分に直接配置する。

二次部分２２に至る入口２３における三方弁２４は、クランクケース２によって加熱された流体を、サーモスタット２１を通過させずに二次部分２２に供給することができるように、サーモスタット２１とクランクケース交換器２の伝熱流体出口１６の間においてこの伝熱流体出口１６に接続された三次ルート２３ｃを有する。

二次部分２２に至る入口２３における三方弁２４は、１個のラジエータ又は複数のラジエータ３、４の出口、本実施例では付加ラジエータ４の出口に接続された、二次ルート２３ｂとして知られた他のルートを有する。

従って、三方弁２４のこの二次ルート２３ｂは、供給管路１５に配置されたサーモスタット２１を介してクランクケース交換器２の伝熱流体出口１６に接続されている。この供給管路は、クランクケース交換器２の流体出口を、主ラジエータ３及び付加ラジエータ４の入口１７に接続する。

第１三方弁２４の第３の最後のルートは一次ルート２３ａとして知られ、サーモスタットが開放し且つ伝熱流体の温度が高いとき、付加ラジエータから燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９に供給するため、又はサーモスタットが閉じ且つ伝熱流体の温度が低いとき、クランクケース２から直接取り出された流体を燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９に供給するために、燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９の入口に接続されている。

二次部分２２の出口２５の三方弁２６は、サーモスタット２１を配置した供給管路１５から分離された接続管路２７を介して、クランクケース交換器２の伝熱流体出口１６に接続された三次ルート２５ｃを有する。この接続管路２７は、三方弁２６の三次ルート２５ｃとクランクケース交換器２の出口の間の接続管路２７の横断面を制限するように設計されたノズル２８を備えている。

二次部分２２の出口２５の三方弁２６は、管路を介して戻り管路１８に接続された一次ルート２５ａを有する。この戻り管路は主ラジエータ３及び／又は付加ラジエータ４の出口をクランクケース交換器２の流体入口２０に接続している。

図３と４の冷却装置の弁は比例弁であってもよいし、オン／オフ弁であってもよい。

図３と４のエンジンが回転し、流体温度が低いため（例えばきわめて寒い天候下で）サーモスタットが閉じているとき、又は燃焼ガスの温度が低すぎるとき、第２弁２６は、ターボチャージャ交換器と燃焼ガス交換器に三次ルート２５ｃを接続するように指示され、そして第１三方弁２４は、一次ルート２３ａと三次ルート２３ｃを互いに接続するように指示される。従って、この実施形態では、流体がラジエータを迂回する。一次ポンプは作動し、二次部分２２で集められた熱エネルギーは車内を暖めるために装置ヒータ１０に伝達され、且つエンジンの温度上昇を加速するためにエンジンに伝達され、それによってエンジンの燃料消費が低減される。

エンジン回転し、サーモスタットが閉じ、そして燃焼ガスを冷却する必要があるとき、第２三方弁２６は、燃焼ガス交換器とターボチャージャ交換器に一次ルート２５ａを接続するように指示される。

第１三方弁２４は、一次ルート２３ａと二次ルート２３ｂを互いに接続するように指示される。このとき、一次電気式ポンプ１１が作動し、燃焼ガス交換器、弁交換器２９及びターボチャージャ交換器９で集められた熱エネルギーが、付加ラジエータ４を介して取り除かれる。この場合、主ラジエータを通る流れの方向は、機械式ポンプ７と電気式ポンプ１１によって生じる圧力差に依存する。

エンジンが回転し、サーモスタット２１が大きく開いている（すなわち、エンジンが高温である）とき、エンジン冷却要求は最も強く、再循環燃焼ガスを冷却する要求は、上述の動作シナリオよりも弱い。この動作相では、一次ルート２５ａが燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９とに接続されるように第２三方弁が配置され、そして一次ルート２３ａと二次ルート２３ｂが互いに接続されるように、第１弁２４が配置される。二次回路部分２２の交換器６、９、２９を介して集められた熱エネルギーは、付加ラジエータ４を介して取り除かれる。一次電気式ポンプ１１のスイッチは、所望の冷却を最適化するためにオン又はオフされる。一次ポンプ１１が作動していない場合、伝熱流体の流れは２個のラジエータ３と４に分割され、常に付加ラジエータを通過し、そして燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９とを通過する。

付加ラジエータ４内の流量が、発生可能な一次電気式ポンプの流量よりも少ない場合、このポンプのスイッチを入れると有利である。これにより、付加ラジエータ４を通る流量が増大するが、主ラジエータ３を通る流量が少し減少する危険がある。

一次ポンプ１１は、測定されたエンジン温度データの関数として制御可能である。この測定された温度が所定の温度しきい値を上回ると、付加ラジエータ４を通る最大流量を得るために、一次ポンプ１１の作動が直ちに中断される。

最後に、エンジンが回転しておらず、且つ機械式ポンプが作動していないとき、ターボチャージャと、場合によってはエンジンの他の領域とを冷却し続けるべきである場合、一次ポンプ１１のスイッチがオンにされる。

その場合、第２弁２６は、第２弁２６の三次ルート２５ｃが燃焼ガス交換器６とターボチャージャ交換器９とに接続されるよう配置され、第１弁２４は、三次ルート２３が一次ルート２３ａに接続されるように配置される。

図３と４の実施形態は、２個の電気式ポンプを有する図１と２の実施形態と比べて、電気式ポンプを１個しか必要としないという利点がある。

図１〜４の各実施形態において、電気式ポンプであり、どのような弁であってもよい様々なアクチュエータは、エンジン速度パラメータと様々なエンジン部品の測定された温度に関係のあるパラメータの関数として、アクチュエータのための指示を発生する電子制御装置を用いて作動させられる。

Claims (12)

1. 内燃機関の冷却装置（１）であって、
   クランクケースを冷却するための伝熱流体の循環を可能するように設計されたクランクケース熱交換器（２）と、
   主ラジエータ（３）と、
   付加ラジエータ（４）と、
   燃焼ガスを運ぶための管と伝熱流体を運ぶための管とを有し、伝熱流体を運んで燃焼ガスと伝熱流体の間で熱交換を行うように設計されている燃焼ガス熱交換器（６）と、
   クランクケース熱交換器（２）と、主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）との間、及び、燃焼ガス熱交換器（６）と、主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）との間、で伝熱流体を運ぶように設計された冷却回路（５）と、
   を備え、
   冷却回路（５）は、ポンプ（７、１１、１２）及び／又は弁（２４、２６）のようなアクチュエータであって、主ラジエータ（３）と、付加ラジエータ（４）とが直列に接続される直列構造と、主ラジエータ（３）と、付加ラジエータ（４）とが並列に接続される並列構造とを切り換えることが可能なアクチュエータを備え、
   前記アクチュエータは、クランクケース熱交換器（２）、主ラジエータ（３）、付加ラジエータ（４）、燃焼ガス熱交換器（６）、及び、冷却回路（５）の少なくとも１つの温度に応じて、前記直列構造、又は、前記並列構造に切り換え、
   前記アクチュエータは、前記温度が所定の低温レベルよりも低いとき、伝熱流体の同一の流れが主ラジエータ（３）を通って、次いで付加ラジエータ（４）を通って、次いで燃焼ガス熱交換器（６）を通って流れ、前記クランクケース熱交換器（２）を流れない直列構造を採用し、
   前記アクチュエータは、前記温度が所定の高温レベルよりも高いとき、伝熱流体の流れが、クランクケース熱交換器（２）を通って流れ、次いで２つの支流に分割された伝熱流体の流れが、主ラジエータ（３）、付加ラジエータ（４）を流れる前記並列構造を採用することを特徴とする装置。
2. 主ラジエータ（３）が、付加ラジエータ（４）の熱交換表面積よりも大きな熱交換表面積を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 冷却回路（５）が、装置内で伝熱流体を強制的に循環させるために、クランクケース熱交換器（２）に直列に取り付けられたいわゆる機械式伝熱流体ポンプ（７）を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. エンジンの燃料噴射器の周りで伝熱流体を循環させることができるように設計された噴射器熱交換器（８）を備え、この噴射器熱交換器（８）が、噴射器熱交換器自体と前記主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）との間で伝熱流体が運搬可能であるように、冷却回路（５）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. エンジンのターボチャージャの少なくとも一部の周りで伝熱流体を循環させることができるように設計されたターボチャージャ熱交換器（９）を備え、このターボチャージャ熱交換器（９）が、ターボチャージャ熱交換器自体と前記主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）との間で伝熱流体が運搬可能であるように、冷却回路（５）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 装置ヒータ（１０）を備え、この装置ヒータが、装置ヒータ自体と前記熱交換器の間で伝熱流体が運搬可能であるように、冷却回路（５）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 冷却回路が、すべての熱交換器（２、６、８、９）が前記主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）と油圧結合された構造を採用するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. ターボチャージャ熱交換器（９）と前記主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）との間で伝熱流体を強制的に循環させるように、ターボチャージャ熱交換器（９）に直接に直列接続された一次電気式ポンプ（１１）を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
9. 装置内で伝熱流体を強制的に循環させるように、付加ラジエータ（４）に直接に直列接続された付加電気式ポンプ（１２）を備えていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 冷却回路（５）が、様々な熱交換器（２、６、８、９）が接続された集熱部分（１３）と、主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）が接続された冷却部分（１４）とを備え、これらの集熱部分（１３）と冷却部分（１４）とが、クランクケース熱交換器（２）の流体出口（１６）を主ラジエータと付加ラジエータの入口（１７）に接続する供給管路（１５）と、主ラジエータと付加ラジエータの出口（１９）をクランクケース熱交換器（２）の流体入口（２０）に接続する戻し管路（１８）とによって互いに接続されており、本装置が更に、供給管路（１５）に設けられて、クランクケース熱交換器（２）と主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）との間を通過する伝熱流体の流れを、この流体の温度に応じて調節するサーモスタット（２１）を備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置の制御方法であって、前記冷却装置の構成要素の少なくとも１つの温度を測定し、
    −測定された温度が所定の低温レベルよりも低いとき、伝熱流体の同一の流れが主ラジエータ（３）を通って、次いで付加ラジエータ（４）を通って、次いで燃焼ガス熱交換器（６）を通って流れ、前記クランクケース熱交換器（２）を流れない構造を採用するように装置に指示し、
    −この測定された温度が所定の高温レベルよりも高いとき、伝熱流体の流れがクランクケース熱交換器（２）を通って流れ、次いで流体の２つの支流に分割される構造を採用するように装置に指示し、
    −この支流の一方が付加ラジエータ（４）を通過しないで主ラジエータ（３）を通って流れ、
    −この流体支流の他方が主ラジエータ（３）を通過しないで付加ラジエータ（４）を通って流れるようにすることを特徴とする方法。
12. 測定された温度が所定の低温レベルよりも低いとき、主ラジエータ（３）及び付加ラジエータ（４）と燃焼ガス熱交換器（６）とを通って流れる伝熱流体の前記同一の流れが、クランクケース熱交換器（２）を通って流れないようにすることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。

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