JP7347138B2 - vehicle cooling water system - Google Patents
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Description
本開示は、車両の冷却水システムに関する。 The present disclosure relates to a vehicle cooling water system.
従来、下記の特許文献1に記載の車両の冷却水システムがある。特許文献1に記載の冷却水システムは、車両の吸気通路に配置される高温側熱交換器及び低温側熱交換器を備えている。高温側熱交換器には、内燃機関の冷却水回路を流れる冷却水が流れている。低温側熱交換器には、高温側熱交換器を流れる冷却水よりも低温の冷却水が流れている。低温側熱交換器は、吸気の流れ方向において高温側熱交換器よりも下流側に配置されている。特許文献1に記載の冷却水システムでは、過給機を通じて過給された高温の過給吸気が高温側熱交換器、低温側熱交換器の順で流れる。過給吸気が高温側熱交換器を流れる際に、高温側熱交換器を流れる冷却水と過給吸気との間で熱交換が行われることにより、過給吸気の粗熱が除去される。また、粗熱が除去された過給吸気が低温側熱交換器を流れる際に、低温側熱交換器を流れる冷却水と過給吸気との間で熱交換が行われることにより、過給吸気が更に冷却される。
Conventionally, there is a cooling water system for a vehicle described in
特許文献1に記載の内燃機関の冷却水回路では、ポンプから吐出される冷却水が内燃機関及び高温側熱交換器のそれぞれに分配されて流れることにより、冷却水が内燃機関及び高温側熱交換器から受熱する。したがって、高温側熱交換器は、冷却水回路において内燃機関と並列に設けられている。内燃機関において受熱した冷却水はサーモスタットを通過してラジエータに供給される。また、高温側熱交換器において受熱した冷却水もラジエータに供給される。冷却水は、ラジエータにおいて放熱した後、ポンプに吸入される。
In the cooling water circuit for an internal combustion engine described in
近年、排ガス及び燃費の規制の厳格化に伴って低温環境下への対策が求められている。その対策の一つとして、内燃機関の冷間始動時に吸気を早期に暖気するニーズが高まってきている。特許文献1に記載される冷却水システムにおいて吸気を暖気する場合には、高温側熱交換器により吸気を暖気するという方法がある。しかしながら、高温側熱交換器を用いて吸気を暖気しようとする場合、次のような課題が生じる。
In recent years, as exhaust gas and fuel efficiency regulations have become stricter, measures have been required to cope with low-temperature environments. As one of the countermeasures, there is a growing need to quickly warm up the intake air during cold start of the internal combustion engine. When heating intake air in the cooling water system described in
特許文献1に記載の冷却水システムで吸気を暖気する際には、内燃機関から受熱した冷却水を高温側熱交換器に供給する必要がある。内燃機関と高温側熱交換器とが並列に配置されている場合、内燃機関で受熱した冷却水は、サーモスタット及びポンプを通過した後に高温側熱交換器に供給されることとなる。この場合、内燃機関から高温側熱交換器に到達するまでの間に冷却水の熱の一部が大気に放出されることにより、冷却水の温度が低下する。また、内燃機関において受熱した冷却水が高温側熱交換器に到達するまでには、ある程度の時間を要する。このような冷却水の到達のタイムラグ及び冷却水の温度低下が、高温側熱交換器による吸気の暖気性能を低下させる要因となっている。
When warming intake air with the cooling water system described in
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より的確に吸気の冷却及び暖気を行うことが可能な車両の冷却水システムを提供することにある。 The present disclosure has been made in view of these circumstances, and its purpose is to provide a cooling water system for a vehicle that can more accurately cool and warm up intake air.
上記課題を解決する車両の冷却水システムは、車両の内燃機関(11)の吸気通路(110)に配置される第1熱交換部(31)及び第2熱交換部(41)を有し、第1熱交換部及び第2熱交換部のそれぞれを流れる冷却水と吸気通路を流れる吸気との間で熱交換が行われる。冷却水システムは、第1熱交換部及び内燃機関に冷却水を循環させる第1冷却水回路(30)と、第1熱交換部よりも低温の冷却水を第2熱交換部に循環させる第2冷却水回路(40)と、を備える。第1冷却水回路は、冷却水の流れに対して第1熱交換部が内燃機関と並列に配置される第1循環状態と、冷却水の流れに対して第1熱交換部が内燃機関の下流に直列に配置される第2循環状態と、に切り替え可能である。 A cooling water system for a vehicle that solves the above problem includes a first heat exchange section (31) and a second heat exchange section (41) arranged in an intake passage (110) of an internal combustion engine (11) of a vehicle, Heat exchange is performed between the cooling water flowing through each of the first heat exchange section and the second heat exchange section and the intake air flowing through the intake passage. The cooling water system includes a first cooling water circuit (30) that circulates cooling water to the first heat exchange section and the internal combustion engine, and a first cooling water circuit (30) that circulates cooling water at a lower temperature than the first heat exchange section to the second heat exchange section. 2 cooling water circuit (40). The first cooling water circuit has a first circulation state in which the first heat exchange section is arranged in parallel with the internal combustion engine for the flow of cooling water, and a first circulation state in which the first heat exchange section is arranged in parallel with the internal combustion engine for the flow of cooling water. and a second circulation state arranged downstream in series.
この構成によれば、第1冷却水回路が第1循環状態である場合には、第1熱交換部及び内燃機関に対して冷却水が並列に流れるため、冷却水の流れに対して第1熱交換部が内燃機関の下流に配置されている場合と比較すると、より温度の低い冷却水を第1熱交換部に流すことが可能となる。よって、より的確に吸気を冷却することが可能である。一方、第1冷却水回路が第2循環状態である場合には、内燃機関で受熱した冷却水が第1熱交換部に流入するため、冷却水の流れに対して第1熱交換部が内燃機関に対して並列に配置されている場合と比較すると、より温度の高い冷却水を第1熱交換部に流すことが可能となる。よって、より的確に吸気を暖気することができる。したがって、吸気を冷却する際には第1冷却水回路を第1循環状態に設定するとともに、吸気を暖気する際には第1冷却水回路を第2循環状態に設定することで、より的確に吸気の冷却及び暖気を行うことが可能となる。 According to this configuration, when the first cooling water circuit is in the first circulation state, the cooling water flows in parallel to the first heat exchange section and the internal combustion engine. Compared to the case where the heat exchange section is arranged downstream of the internal combustion engine, it is possible to flow cooling water with a lower temperature to the first heat exchange section. Therefore, it is possible to cool the intake air more accurately. On the other hand, when the first cooling water circuit is in the second circulation state, the cooling water that has received heat from the internal combustion engine flows into the first heat exchange section, so that the first heat exchange section Compared to the case where the cooling water is arranged in parallel to the engine, it is possible to flow higher temperature cooling water to the first heat exchange section. Therefore, the intake air can be warmed up more accurately. Therefore, by setting the first cooling water circuit to the first circulation state when cooling the intake air, and setting the first cooling water circuit to the second circulation state when warming the intake air, it is possible to more accurately It becomes possible to cool and warm the intake air.
また、上記課題を解決する他の車両の冷却水システムは、車両の内燃機関(11)の吸気通路(110)に配置される熱交換部(31)を有し、熱交換部を流れる冷却水と吸気通路を流れる吸気との間で熱交換が行われる。冷却水システムは、熱交換部及び内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(30)を備える。冷却水回路は、冷却水の流れに対して熱交換部が内燃機関と並列に配置される第1循環状態と、冷却水の流れに対して熱交換部が内燃機関の下流に直列に配置される第2循環状態と、に切り替え可能である。 Another vehicle cooling water system that solves the above problem has a heat exchange section (31) disposed in the intake passage (110) of the internal combustion engine (11) of the vehicle, and the cooling water system that flows through the heat exchange section. Heat exchange occurs between the intake air flowing through the intake passage and the intake air flowing through the intake passage. The cooling water system includes a cooling water circuit (30) that circulates cooling water to the heat exchange section and the internal combustion engine. The cooling water circuit has a first circulation state in which the heat exchange section is arranged in parallel with the internal combustion engine for the flow of cooling water, and a first circulation state in which the heat exchange section is arranged in series downstream of the internal combustion engine for the flow of cooling water. It is possible to switch to a second circulation state.
この構成によれば、冷却水回路が第1循環状態である場合には、第1熱交換部及び内燃機関に対して冷却水が並列に流れるため、冷却水の流れに対して第1熱交換部が内燃機関の下流に配置されている場合と比較すると、より温度の低い冷却水を第1熱交換部に流すことが可能となる。よって、より的確に吸気を冷却することが可能である。一方、冷却水回路が第2循環状態である場合には、内燃機関で受熱した冷却水が第1熱交換部に流入するため、冷却水の流れに対して第1熱交換部が内燃機関に対して並列に配置されている場合と比較すると、より温度の高い冷却水を第1熱交換部に流すことが可能となる。よって、より的確に吸気を暖気することができる。したがって、吸気を冷却する際には冷却水回路を第1循環状態に設定するとともに、吸気を暖気する際には冷却水回路を第2循環状態に設定することで、より的確に吸気の冷却及び暖気を行うことが可能となる。 According to this configuration, when the cooling water circuit is in the first circulation state, the cooling water flows in parallel to the first heat exchange section and the internal combustion engine. Compared to the case where the first heat exchange section is disposed downstream of the internal combustion engine, it is possible to flow cooling water with a lower temperature to the first heat exchange section. Therefore, it is possible to cool the intake air more accurately. On the other hand, when the cooling water circuit is in the second circulation state, the cooling water that has received heat from the internal combustion engine flows into the first heat exchange section. On the other hand, compared to the case where the cooling water is arranged in parallel, it becomes possible to flow higher temperature cooling water to the first heat exchange section. Therefore, the intake air can be warmed up more accurately. Therefore, by setting the cooling water circuit to the first circulation state when cooling the intake air, and setting the cooling water circuit to the second circulation state when warming the intake air, the intake air can be cooled more accurately. It becomes possible to warm up the air.
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 Note that the above-mentioned means and the reference numerals in parentheses described in the claims are examples showing correspondences with specific means described in the embodiments to be described later.
本開示の車両の冷却水システムによれば、より的確に吸気の冷却及び暖気を行うことができる。 According to the vehicle cooling water system of the present disclosure, intake air can be cooled and warmed up more accurately.
以下、車両の冷却水システムの一実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
<第1実施形態>
はじめに、第1実施形態の車両の流体回路システムについて説明する。図1に示されるように、本実施形態の車両10は、内燃機関11と、過給機20とを備えている。過給機20は、互いに連結されたコンプレッサホイール21とタービンホイール22とを備えている。コンプレッサホイール21は内燃機関11の吸気通路110に配置されている。タービンホイール22は内燃機関11の排気通路111に配置されている。過給機20では、内燃機関11から排気通路111に排出される排気がタービンホイール22を通過することにより、タービンホイール22が回転する。このタービンホイール22の回転に伴ってコンプレッサホイール21が回転することにより、吸気通路110を流れる空気が圧縮される。コンプレッサホイール21により圧縮された空気、いわゆる過給吸気が内燃機関11に供給されることにより、内燃機関11の出力を高めることが可能となっている。
Hereinafter, one embodiment of a vehicle cooling water system will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components in each drawing are denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
<First embodiment>
First, a fluid circuit system for a vehicle according to a first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the
吸気通路110におけるコンプレッサホイール21と内燃機関11との間には2温式熱交換モジュール50が配置されている。2温式熱交換モジュール50は高温側熱交換部31と低温側熱交換部41と一体的に有する複合熱交換器である。高温側熱交換部31及び低温側熱交換部41は吸気通路110に配置されている。低温側熱交換部41は、吸気の流れ方向において高温側熱交換部31の下流に配置されている。高温側熱交換部31には、高温側冷却水回路30を循環する冷却水が流入する。低温側熱交換部41には、低温側冷却水回路40を循環する冷却水が流入する。
A two-temperature
本実施形態では、高温側熱交換部31が第1熱交換部に相当し、低温側熱交換部41が第2熱交換部に相当する。また、高温側冷却水回路30が第1冷却水回路に相当し、低温側冷却水回路40が第2冷却水回路に相当する。高温側冷却水回路30及び低温側冷却水回路40により冷却水システム70が構成されている。
In this embodiment, the high temperature side
2温式熱交換モジュール50は、図2に示される略矩形状の複数のプレート部材500により構成されている。プレート部材500には、高温側流路501と、低温側流路502とが一体的に形成されている。高温側流路501には、高温側冷却水回路30を循環する冷却水が流れる。低温側流路502には、低温側冷却水回路40を循環する冷却水が流れる。
The two-temperature
高温側流路501は、吸気の流れ方向Aに対して直交する方向に直線状に延びるように形成されており、いわゆるIフローの形状を有している。高温側流路501の一端部には第1連通孔501aが形成されている。高温側流路501の他端部には第2連通孔501bが形成されている。各プレート部材500の第1連通孔501aは互いに連通することにより第1高温側タンク空間S11を構成している。各プレート部材500の第2連通孔501bは互いに連通することにより第2高温側タンク空間S12を構成している。第1高温側タンク空間S11及び第2高温側タンク空間S12のうちのいずれか一方が、高温側冷却水回路30を流れる冷却水を高温側流路501に流入させる流入口として機能し、それらのうちのいずれか他方が、高温側流路501から冷却水を流出させる流出口として機能する。本実施形態では、高温側流路501が冷却水流路に相当する。
The high temperature
低温側流路502は、吸気の流れ方向Aに対して直交する方向に延びる直線流路502c,502dと、それらの一端部を接続するように形成される転向部502eとを備えており、いわゆるUフローの形状を有している。したがって、低温側流路502は、その内部を流れる冷却水の流れ方向が少なくとも一回転向するように形成されている。直線流路502cにおける転向部502eに接続される端部とは反対側の端部には第3連通孔502aが形成されている。直線流路502dにおける転向部502eに接続される端部とは反対側の端部には第4連通孔502bが形成されている。各プレート部材500の第3連通孔502aは互いに連通することにより第1低温側タンク空間S21を構成している。各プレート部材500の第4連通孔502bは互いに連通することにより第2低温側タンク空間S22を構成している。第1低温側タンク空間S21は、低温側冷却水回路40を循環する冷却水を低温側流路502に流入させる流入口として機能する。第2低温側タンク空間S22は、低温側流路502から冷却水を流出させる流出口として機能する。
The low temperature
2温式熱交換モジュール50は、図2に示される複数のプレート部材500が所定の隙間を有して積層して配置されることにより構成されている。隣り合うプレート部材500,500の間の隙間には吸気が流れる。2温式熱交換モジュール50では、冷却水が高温側流路501を流れる際に、隣り合うプレート部材500,500の間の隙間を流れる吸気と冷却水との間で熱交換が行われる。また、2温式熱交換モジュール50では、冷却水が低温側流路502を流れる際に、隣り合うプレート部材500,500の間の隙間を流れる吸気と冷却水との間で更に熱交換が行われる。
The two-temperature
このように、2温式熱交換モジュール50では、高温側流路501が設けられている部分が、高温側冷却水回路30を循環する冷却水と過給吸気との間で熱交換を行う高温側熱交換部31を構成している。また、低温側流路502が設けられている部分が、低温側冷却水回路40を循環する冷却水と過給吸気との間で熱交換を行う低温側熱交換部41を構成している。
In this way, in the two-temperature
なお、2温式熱交換モジュール50では、高温側熱交換部31を流れる冷却水の温度よりも、低温側熱交換部41を流れる冷却水の温度の方が低い。よって、各熱交換部31,41の内部を流れる冷却水の温度は異なっている。
次に、図1を参照して、高温側冷却水回路30及び低温側冷却水回路40について具体的に説明する。
In the two-temperature
Next, with reference to FIG. 1, the high temperature side cooling
高温側冷却水回路30には、高温側熱交換部31の他、内燃機関11、高温側ポンプ32、多方弁33、オン・オフ弁34、サーモスタット35、及び高温側ラジエータ36が設けられている。高温側ポンプ32、内燃機関11、オン・オフ弁34、サーモスタット35、及び高温側ラジエータ36は、この順で高温側環状流路W10により環状に接続されている。高温側環状流路W10には、水や冷媒等からなる冷却水が循環している。なお、冷媒としてはLLC等を用いることが可能である。
In addition to the high temperature side
高温側ラジエータ36は、車両10のグリル開口部付近に配置されている。高温側ラジエータ36には、車両10の走行風等により空気が供給されている。高温側ラジエータ36の内部には、高温側環状流路W10を循環する冷却水が流れている。高温側ラジエータ36では、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気との間で熱交換が行われることにより、冷却水が冷却される。高温側ラジエータ36において冷却された冷却水は高温側環状流路W10を通じて高温側ポンプ32に吸入される。
The high
高温側ポンプ32は、高温側ラジエータ36から吐出される低温の冷却水を吸入して内燃機関11に吐出する。高温側ポンプ32は、内燃機関11の動力により駆動する機械式のポンプである。なお、高温側ポンプ32としては、電力の供給に基づき駆動する電動式のポンプを用いてもよい。本実施形態では、高温側ポンプ32が第1冷却水回路用ポンプに相当する。高温側ポンプ32により冷却水に付与される吐出圧により、冷却水が高温側環状流路W10内を循環している。内燃機関11を冷却水が通過する際に、冷却水が内燃機関11の熱を吸収することにより、内燃機関11が冷却される。内燃機関11において受熱した冷却水は、オン・オフ弁34及びサーモスタット35を通じて高温側ラジエータ36に流入することにより、高温側ラジエータ36において再び冷却される。
The high
オン・オフ弁34は、高温側環状流路W10において内燃機関11とサーモスタット35との間に配置されている。オン・オフ弁34は電磁弁である。オン・オフ弁34が開状態であるとき、内燃機関11からサーモスタット35への冷却水の流れが許可される。オン・オフ弁34が閉状態であるとき、内燃機関11からサーモスタット35への冷却水の流れが遮断される。
The on/off
サーモスタット35は、高温側環状流路W10においてオン・オフ弁34と高温側ラジエータ36との間に配置されている。サーモスタット35を有する流路部には、バイパス流路W11が接続されている。バイパス流路W11は、内燃機関11及びオン・オフ弁34を通過した冷却水を、高温側ラジエータ36を迂回させて高温側ポンプ32に流す流路である。サーモスタット35は、流入する冷却水の温度が所定温度以上である場合には、高温側ラジエータ36に冷却水を流入させる。サーモスタット35は、流入する冷却水の温度が所定温度未満である場合には、高温側ラジエータ36への冷却水の流入を遮断して、バイパス流路W11に冷却水を流入させる。
The
高温側冷却水回路30には、高温側環状流路W10において高温側ポンプ32の上流側の部分と内燃機関11の下流側の部分とを接続するように分岐流路W12が形成されている。分岐流路W12には高温側熱交換部31及び多方弁33が配置されている。多方弁33は、分岐流路W12において高温側熱交換部31よりも高温側ポンプ32に近い位置に配置されている。
A branch flow path W12 is formed in the high temperature side cooling
多方弁33には、分岐流路W13が更に接続されている。分岐流路W13は、高温側環状流路W10において高温側ポンプ32と内燃機関11との間の部分に接続されている。多方弁33は、高温側ポンプ32の上流側の部分に繋がる第1ポート33aと、分岐流路W13に繋がる第2ポート33bと、高温側熱交換部31に繋がる第3ポート33cとを有している。多方弁33は、各ポート33a,33b,33cの開閉状態を切り替えることにより、分岐流路W12,W13の接続状態を切り替える。本実施形態では、多方弁33が熱交換部用流路切替弁に相当する。
A branch flow path W13 is further connected to the
高温側熱交換部31の第1高温側タンク空間S11は、分岐流路W12を介して多方弁33の第3ポート33cに接続されている。高温側熱交換部31の第2高温側タンク空間S12は、分岐流路W12を介して内燃機関11の下流側の部分に接続されている。
低温側冷却水回路40は、低温側熱交換部41の他、低温側ポンプ42と、低温側ラジエータ43とを有している。低温側熱交換部41、低温側ポンプ42、及び低温側ラジエータ43は低温側環状流路W20により環状に接続されている。低温側環状流路W20には、水や冷媒等からなる冷却水が循環している。なお、冷媒としてはLLC等を用いることが可能である。
The first high temperature side tank space S11 of the high temperature side
The low temperature side cooling
低温側ラジエータ43は、高温側ラジエータ36と同様に、車両10のグリル開口部付近に配置されている。低温側ラジエータ43の内部には、低温側環状流路W20を循環する冷却水が流れている。低温側ラジエータ43では、その内部を流れる冷却水と、その外部を流れる空気との間で熱交換が行われることにより冷却水が冷却される。低温側ラジエータ43により冷却された低温の冷却水は低温側環状流路W20を通じて低温側ポンプ42に向かって流れる。
The low
低温側ポンプ42は、低温側ラジエータ43から吐出される低温の冷却水を吸入して低温側熱交換部41に吐出する。低温側ポンプ42は、電力の供給に基づき駆動する電動式のポンプである。低温側ポンプ42により冷却水に付与される吐出圧により、冷却水が低温側環状流路W20内を循環している。本実施形態では、低温側ポンプ42が第2冷却水回路用ポンプに相当する。
The low
低温側熱交換部41の第1低温側タンク空間S21は、低温側環状流路W20を介して低温側ポンプ42に接続されている。低温側熱交換部41の第2低温側タンク空間S22は、低温側環状流路W20を介して低温側ラジエータ43に接続されている。したがって、低温側ポンプ42から吐出される冷却水は、低温側熱交換部41において過給吸気と熱交換を行った後、低温側ラジエータ43に流入する。
The first low temperature side tank space S21 of the low temperature side
次に、図3を参照して、冷却水システム70の電気的な構成について説明する。
図3に示されるように、冷却水システム70は、吸気温センサ51と、制御装置52とを更に備えている。本実施形態では、制御装置52が制御部に相当する。
Next, the electrical configuration of the cooling
As shown in FIG. 3, the cooling
吸気温センサ51は、吸気通路110を流れる過給吸気の温度を検出するとともに、検出された過給吸気の温度に応じた信号を制御装置52に出力する。
制御装置52は、CPUやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。制御装置52は、メモリに予め記録されているプログラムを実行することにより、冷却水システム70を統括的に制御する。具体的には、制御装置52は、吸気温センサ51により検出される過給吸気の温度に基づいて多方弁33、オン・オフ弁34、及び低温側ポンプ42を制御することにより、過給吸気を冷却する吸気冷却制御、及び過給吸気を暖気する吸気暖気制御を実行する。
The intake
The
次に、制御装置52により実行される吸気冷却制御及び吸気暖気制御の具体的な手順について説明する。
(吸気冷却制御)
制御装置52は、吸気温センサ51により検出される過給吸気の温度が所定温度以上である場合には、吸気冷却制御を実行する。この際、制御装置52は、多方弁33の第1ポート33aを閉状態にし、第2ポート33b及び第3ポート33cを開状態にする。また、制御装置52は、オン・オフ弁34を開状態にするとともに、低温側ポンプ42を駆動させる。これにより、冷却水システム70には、図4に実線で示されるような流路が形成される。なお、図4において、破線で示される流路は、冷却水が流れていない流路を示している。
Next, specific procedures for the intake air cooling control and intake air warming control executed by the
(Intake air cooling control)
The
図4に示されるように、吸気冷却制御の実行時には、高温側冷却水回路30において、高温側ポンプ32から吐出された冷却水が、内燃機関11に供給されるとともに、多方弁33を介して高温側熱交換部31にも供給される。高温側熱交換部31では、多方弁33を通過した冷却水が、第1高温側タンク空間S11を通じて内部に流入した後、第2高温側タンク空間S12を通じて排出される。このように、高温側冷却水回路30は、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11に対して並列に配置される状態となる。本実施形態では、このような流路が形成されている状態が第1循環状態に相当する。内燃機関11及び高温側熱交換部31をそれぞれ流れた冷却水は、高温側環状流路W10と分岐流路W12との接続部分で合流した後、オン・オフ弁34を通じてサーモスタット35に流入する。
As shown in FIG. 4, when the intake air cooling control is executed, the cooling water discharged from the high
サーモスタット35は、流入する冷却水の温度が所定温度以上である場合には、高温側ラジエータ36に冷却水を流入させる。これにより、サーモスタット35から高温側ラジエータ36を経由して高温側ポンプ32に流れるような冷却水の流路が形成される。本実施形態では、この流路が、内燃機関11を通過した冷却水を、高温側ラジエータ36を経由させて内燃機関11に流入させるラジエータ通過流路に相当する。
The
なお、サーモスタット35は、流入する冷却水の温度が所定温度未満である場合には、高温側ラジエータ36への冷却水の流入を遮断して、バイパス流路W11に冷却水を流入させる。これにより、サーモスタット35から高温側ポンプ32に直接流れるような冷却水の流路が形成される。本実施形態では、この流路が、内燃機関11を通過した冷却水を、高温側ラジエータ36を経由させずに内燃機関11に流入させるラジエータ迂回流路に相当する。
Note that, when the temperature of the inflowing cooling water is less than a predetermined temperature, the
高温側ラジエータ36を経由した冷却水、又はバイパス流路W11を経由した冷却水は、高温側ポンプ32を通じて内燃機関11及び高温側熱交換部31に再び流入する。
高温側冷却水回路30では、内燃機関11と冷却水との間で熱交換が行われることにより内燃機関11が冷却される。また、高温側熱交換部31では、その内部を流れる冷却水と、吸気通路110を流れる過給吸気との間で熱交換が行われることにより、過給吸気の粗熱を冷却水が吸収して、過給吸気が冷却される。
The cooling water that has passed through the high
In the high temperature side cooling
一方、低温側冷却水回路40では、低温側ポンプ42が駆動しているため、低温側ラジエータ43において冷却された冷却水が低温側熱交換部41に供給される。低温側熱交換部41では、その内部を流れる冷却水と、高温側熱交換部31を通過した過給吸気との間で熱交換が行われることにより、過給吸気が更に冷却される。
On the other hand, in the low temperature side cooling
(吸気暖気制御)
制御装置52は、吸気温センサ51により検出される過給吸気の温度が所定温度未満である場合には、吸気暖気制御を実行する。この際、制御装置52は、多方弁33の第1ポート33a及び第3ポート33cを開状態にし、第2ポート33bを閉状態にする。また、制御装置52は、オン・オフ弁34を閉状態にするとともに、低温側ポンプ42を停止させる。これにより、冷却水システム70には、図5に実線で示されるような流路が形成される。なお、図5において、破線で示される流路は、冷却水が流れていない流路を示している。
(Intake warm-up control)
The
図5に示されるように、吸気暖気制御の実行時には、高温側冷却水回路30において、高温側ポンプ32から吐出された冷却水が、内燃機関11を通過した後、高温側熱交換部31及び多方弁33を通じて高温側ポンプ32に戻される流路が形成される。高温側熱交換部31では、内燃機関11を通過した冷却水が第2高温側タンク空間S12を通じて内部に流入した後、第1高温側タンク空間S11から排出される。このように、高温側冷却水回路30は、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11の下流に直列に配置される状態となる。本実施形態では、このような流路が形成されている状態が第2循環状態に相当する。高温側熱交換部31における冷却水の流れ方向は、吸気暖気制御時と吸気冷却制御時とで逆方向となる。
As shown in FIG. 5, when the intake air warming control is executed, in the high temperature side cooling
高温側冷却水回路30では、内燃機関11において受熱した冷却水が高温側熱交換部31に供給される。高温側熱交換部31では、その内部を流れる冷却水と、吸気通路110を流れる吸気との間で熱交換が行われることにより、吸気が暖気される。
なお、吸気暖気制御時には低温側ポンプ42が停止しているため、吸気は低温側熱交換部41において低温側冷却水回路40の冷却水と熱交換を行い難い。すなわち、高温側熱交換部31において暖気された吸気が低温側冷却水回路40の冷却水により再冷却され難くなっている。
In the high temperature side cooling
Note that since the low
以上説明した本実施形態の冷却水システム70によれば、以下の(1)~(6)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)高温側冷却水回路30が図4に示される状態である場合には、高温側熱交換部31及び内燃機関11に対して冷却水が並列に流れるため、図5に示されるように冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11の下流側に配置されている場合と比較すると、より温度の低い冷却水を高温側熱交換部31に流すことが可能となる。よって、より的確に吸気を冷却することが可能となる。また、高温側熱交換部31には、水圧が高く、且つ水温の低い冷却水が流入するため、冷却水の沸騰に対するロバスト性を向上させることもできる。
According to the
(1) When the high temperature side cooling
一方、高温側冷却水回路30が図5に示される状態である場合には、内燃機関11で受熱した冷却水が高温側熱交換部31に流れるため、図4に示されるように冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11と並列に配置されている場合と比較すると、より温度の高い冷却水を高温側熱交換部31に流すことが可能となる。また、吸気暖気制御時には、吸気冷却制御時と比較すると、高温側冷却水回路30の全体の流路長が短くなるため、冷却水の熱が大気に放出され難い。よって、より的確に吸気を暖気することができる。
On the other hand, when the high temperature side cooling
したがって、吸気冷却制御時に高温側冷却水回路30を図4に示される状態に設定するとともに、吸気暖気制御時に高温側冷却水回路30を図5に示される状態に設定することで、より的確に吸気の冷却及び暖気を行うことが可能となる。
(2)高温側ポンプ32は、高温側冷却水回路30が図4に示される状態であるとき、高温側熱交換部31とは別の熱交換器に冷却水を通過させることなく、内燃機関11及び高温側熱交換部31に冷却水を供給する。これにより、より的確に内燃機関11及び過給吸気を冷却することが可能となる。
Therefore, by setting the high temperature side cooling
(2) When the high temperature side cooling
(3)制御装置52は、高温側冷却水回路30が図4に示される状態であるとき、高温側ポンプ32の下流側の部分と高温側熱交換部31とを接続する流路が形成されるように多方弁33を制御する。本実施形態では、この多方弁33により形成される流路が第1流路に相当する。また、制御装置52は、高温側冷却水回路30が図5に示される状態であるとき、高温側ポンプ32の上流側の部分と高温側熱交換部31とを接続する流路が形成されるように多方弁33を制御する。本実施形態では、この多方弁33により形成される流路が第2流路に相当する。この構成によれば、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11と並列に配置されている状態と、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11の下流に直列に配置されている状態とを容易に実現することが可能となる。
(3) When the high temperature side cooling
(4)高温側冷却水回路30が図4に示される状態である場合と、図5に示される状態である場合とで、高温側熱交換部31における冷却水の流れ方向が反転する。これにより、仮に冷却水に混入している異物が高温側熱交換部31の内部で詰まった場合であっても、冷却水の流れ方向の反転により、高温側熱交換部31から異物が排出され易くなる。
(4) The flow direction of the cooling water in the high temperature side
(5)低温側ポンプ42は、高温側冷却水回路30が図4に示される状態であるときに駆動状態となり、高温側冷却水回路30が図5に示される状態であるときに非駆動状態となる。これにより、吸気暖気制御において、高温側熱交換部31において暖気された吸気が低温側熱交換部41で冷却され難くなるため、より的確に吸気を暖気することが可能となる。
(5) The low-
(6)図2に示されるように、高温側熱交換部31は、吸気の流れ方向Aに対して直交するように冷却水が流れる高温側流路501を有する。この構成によれば、吸気冷却時に第1高温側タンク空間S11から第2高温側タンク空間S12に向かって冷却水が流れる場合と、吸気暖気時に第2高温側タンク空間S12から第1高温側タンク空間S11に向かって冷却水が流れる場合とで、冷却水の流れ方向に対して高温側流路501が対称構造となる。そのため、吸気冷却時と吸気暖気時とで冷却水の流れ方向が反転する現象に対して性能や通水抵抗への影響を限りなく零に抑えることができる。また、Iフローの形状を有する高温側流路501の弱点である、吸気出口側に発生する温度分布についても、低温側流路502をUフローの構造とすることで、解消できる。
(6) As shown in FIG. 2, the high temperature side
(変形例)
次に、第1実施形態の冷却水システム70の変形例について説明する。
本変形例の冷却水システム70では、2温式熱交換モジュール50が、図6に示されるプレート部材500により構成されている。図6に示されるように、このプレート部材500では、図2に示されるプレート部材500と高温側流路501の形状が異なっている。
(Modified example)
Next, a modification of the cooling
In the
具体的には、高温側流路501は、吸気の流れ方向Aに対して直交する方向に延びる直線流路501c,501dと、それらの一端部を接続するように形成される転向部501eとを有しており、低温側流路502と同様にU字状に形成されている。したがって、高温側流路501は、その内部を流れる冷却水の流れ方向が少なくとも1回、転向するように形成されている。直線流路501cにおける転向部501eに接続される端部とは反対側の端部には第1連通孔501aが形成されている。直線流路501dにおける転向部502eに接続される端部とは反対側の端部には第2連通孔501bが形成されている。
Specifically, the high temperature
本変形例の高温側流路501では、吸気冷却時には吸気の流れ方向Aの上流側の第1高温側タンク空間S11が冷却水の流入口となり、吸気暖気時には吸気の流れ方向Aの下流側の第2高温側タンク空間S12が冷却水の流入口となる。このような構成によれば、高温の入口吸気を、より低温の冷却水で冷却するために、特に吸気冷却時に懸念される冷却水の沸騰を抑制することが可能となる。
In the high temperature
<第2実施形態>
次に、冷却水システム70の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態の冷却水システム70との相違点を中心に説明する。
図7に示されるように、本実施形態の冷却水システム70は、オン・オフ弁34及びサーモスタット35に代えて、多方弁37が用いられている。多方弁37は、高温側環状流路W10における内燃機関11と高温側ラジエータ36との間に配置されている。多方弁37にはバイパス流路W11が接続されている。多方弁37は、高温側環状流路W10における分岐流路W12との接続部分よりも下流側の部分に繋がる第1ポート37aと、バイパス流路W11に繋がる第2ポート37bと、高温側ラジエータ36に繋がる第3ポート37cとを有している。多方弁37は、各ポート37a~37cの開閉状態を切り替えることにより、高温側環状流路W10及びバイパス流路W11の接続状態を切り替える。本実施形態では、多方弁37がラジエータ用流路切替弁に相当する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the cooling
As shown in FIG. 7, in the
また、高温側環状流路W10には、多方弁37の第1ポート37aに流入する冷却水の温度を検出する水温センサ53が設けられている。図3に破線で示されるように、水温センサ53の出力信号は制御装置52に取り込まれている。制御装置52は、水温センサ53により検出される冷却水の温度に基づいて多方弁37を更に制御する。
Further, a
具体的には、制御装置52は、吸気冷却制御時において、水温センサ53により検出される冷却水の水温が所定温度以上である場合には、多方弁37の第1ポート37a及び第3ポート37cを開状態にするとともに、第2ポート37bを閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図7に実線で示されるような流路が形成される。本実施形態では、この流路が、内燃機関11を通過した冷却水を、高温側ラジエータ36を経由させて内燃機関11及び高温側熱交換部31に流入させるラジエータ通過流路に相当する。
Specifically, during intake air cooling control, if the temperature of the cooling water detected by the
制御装置52は、吸気冷却制御時において、水温センサ53により検出される冷却水の水温が所定温度未満である場合には、多方弁37の第1ポート37a及び第2ポート37bを開状態にするとともに、第3ポート37cを閉状態にする。これにより、内燃機関11を通過した冷却水が多方弁37を介して高温側ポンプ32に直接流れるような冷却水の流路が形成される。本実施形態では、この流路が、内燃機関11を通過した冷却水を、高温側ラジエータ36を経由させずに内燃機関11及び高温側熱交換部31に流入させるラジエータ迂回流路に相当する。
During intake air cooling control, if the temperature of the cooling water detected by the
制御装置52は、吸気冷却制御時において、多方弁37の全てのポート37a~37cを閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図8に実線で示されるような流路が形成される。
以上説明した本実施形態の冷却水システム70によれば、以下の(7)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
The
According to the
(7)第1実施形態のオン・オフ弁34及びサーモスタット35の代わりに多方弁37を制御装置52が電気制御することにより、サーモスタット35と比較して応答性を向上させることができる。結果として、吸気冷却及び吸気暖気の迅速な切り替えが可能となるため、車両10の燃費が改善する。また、部品点数を削減することができるため、コストを低減することもできる。
(7) By electrically controlling the
<第3実施形態>
次に、冷却水システム70の第3実施形態について説明する。以下、第2実施形態の冷却水システム70との相違点を中心に説明する。
図9に示されるように、本実施形態の冷却水システム70では、分岐流路W12の一端部が多方弁37に接続されている。多方弁37は、分岐流路W12に繋がる第4ポート37dを更に備えている。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the cooling
As shown in FIG. 9, in the
制御装置52は、吸気冷却制御時において、多方弁37の第1ポート37a及び第4ポート37dを開状態にするとともに、水温センサ53により検出される冷却水の温度に基づいて第2ポート37b及び第3ポート37cのいずれか一方を開状態とし、いずれか他方を閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図9に実線で示されるような流路が形成される。なお、図9は、第2ポート37bが閉状態であって、且つ第3ポート37cが開状態である場合を例示している。この場合、内燃機関11を通過した冷却水と、高温側熱交換部31を通過した冷却水とが多方弁37において合流した後、高温側ラジエータ36に流れる。
During intake air cooling control, the
一方、制御装置52は、吸気暖気制御時において、多方弁37の第1ポート37a及び第4ポート37dを開状態にするとともに、第2ポート37b及び第3ポート37cを閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図10に実線で示されるような流路が形成される。すなわち、内燃機関11を通過した冷却水が多方弁37を通過して高温側熱交換部31に流入する。
On the other hand, during the intake warming control, the
以上説明した本実施形態の冷却水システム70によれば、以下の(8)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(8)高温側熱交換部31と内燃機関11との合流部分が多方弁37に設けられているため、多方弁37により流路を開閉することで、吸気冷却制御と吸気暖気制御とを切り替える際に発生する逆流現象に伴うタイムラグを抑制することができる。よって、応答性を向上させることができる。また、高温側環状流路W10と分岐流路W12とを接続する場合、その接続部分に分岐管が必要となるが、そのような分岐管が本実施形態の冷却水システム70では不要であるため、コストを低減することもできる。
According to the
(8) Since the
<第4実施形態>
次に、冷却水システム70の第4実施形態について説明する。以下、第3実施形態の冷却水システム70との相違点を中心に説明する。
図11に示されるように、本実施形態の高温側冷却水回路30には、高温側環状流路W10における高温側ポンプ32の下流側の部分と上流側の部分とを接続するように分岐流路W14が形成されている。分岐流路W14にはオン・オフ弁38及び高温側熱交換部31が設けられている。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the cooling
As shown in FIG. 11, the high-temperature side cooling
分岐流路W14におけるオン・オフ弁38と高温側熱交換部31との間の部分には分岐流路W15の一端部が接続されている。分岐流路W15の他端部は多方弁37の第4ポート37dに接続されている。
分岐流路W14における高温側環状流路W10との接続部分から分岐流路W15との接続部分までの部分を流路部分W140とするとき、オン・オフ弁38は流路部分W140に配置されている。オン・オフ弁38は電磁弁である。オン・オフ弁38が開状態であるとき、高温側ポンプ32から高温側熱交換部31への冷却水の流れが許容される。オン・オフ弁38が閉状態であるとき、高温側ポンプ32から高温側熱交換部31への冷却水の流れが遮断される。
One end of the branch passage W15 is connected to a portion of the branch passage W14 between the on/off
When the part of the branch flow path W14 from the connection part with the high temperature side annular flow path W10 to the connection part with the branch flow path W15 is defined as a flow path part W140, the on/off
図3に破線で示されるように、制御装置52は多方弁37及びオン・オフ弁38を制御することにより、図11及び図12に示されるような流路を形成する。
具体的には、制御装置52は、吸気冷却制御時において、多方弁37の第1ポート37aを開状態にし、第4ポート37dを閉状態にする。また、制御装置52は、水温センサ53により検出される冷却水の温度に基づいて第2ポート37b及び第3ポート37cのいずれか一方を開状態にし、いずれか他方を閉状態にする。さらに、制御装置52はオン・オフ弁38を開状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図11に実線で示されるような流路が形成される。なお、図11は、第2ポート37bが閉状態であって、且つ第3ポート37cが開状態である場合を例示している。この場合、高温側ポンプ32から吐出される冷却水が、高温側環状流路W10を介して内燃機関11に流入するとともに、分岐流路W14の流路部分W140を通じて高温側熱交換部31にも流入する。高温側ポンプ32では、第1高温側タンク空間S11から冷却水が流入するとともに、第2高温側タンク空間S12から冷却水が排出される。高温側熱交換部31を通過した冷却水は分岐流路W14を通じて高温側ポンプ32の上流側に戻される。このように、吸気冷却制御時には、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11と並列に配置される。
As shown by the broken line in FIG. 3, the
Specifically, during intake air cooling control, the
一方、制御装置52は、吸気暖気制御時において、多方弁37の第1ポート37a及び第4ポート37dを開状態にするとともに、第2ポート37b及び第3ポート37cを閉状態にする。また、制御装置52はオン・オフ弁38を閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図12に実線で示されるような流路が形成される。すなわち、オン・オフ弁38が閉状態であるため、分岐流路W14の流路部分W140が遮断されている。そのため、高温側ポンプ32から吐出される冷却水は、高温側熱交換部31に向かって流れることなく、内燃機関11のみに流入する。内燃機関11を通過した冷却水は、多方弁37、分岐流路W15、及び分岐流路W14を順に流れることにより、高温側熱交換部31に流入する。高温側ポンプ32では、第1高温側タンク空間S11から冷却水が流入するとともに、第2高温側タンク空間S12から冷却水が排出される。高温側熱交換部31を通過した冷却水は分岐流路W14を通じて高温側ポンプ32の上流側に戻される。このように、吸気暖気制御時には、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31が内燃機関11の下流側に直列に配置されている。
On the other hand, during the intake warming control, the
以上説明した本実施形態の冷却水システム70によれば、以下の(9)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(9)吸気冷却制御時及び吸気暖気制御時のいずれの場合であっても、高温側熱交換部31では第1高温側タンク空間S11から第2高温側タンク空間S12に向かって冷却水が流れる。すなわち、高温側熱交換部31では、吸気冷却制御時と吸気暖気制御時とで冷却水の流れ方向が反転する現象が生じることがない。そのため、冷却水の流れ方向が反転することにより高温側熱交換部31の内部で発生する熱歪みを抑制することができるとともに、高温側熱交換部31の内部を流れる冷却水の通水抵抗の変化を抑制することができる。
According to the
(9) In both the intake air cooling control and the intake air warming control, cooling water flows from the first high temperature side tank space S11 to the second high temperature side tank space S12 in the high temperature side
<第5実施形態>
次に、冷却水システム70の第5実施形態について説明する。以下、第3実施形態の冷却水システム70との相違点を中心に説明する。
図13に示されるように、車両10には、NOxの抑制等を目的として、排気通路111を流れる排気の一部を吸気通路110に戻す、いわゆる排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)システム60が搭載されているものがある。EGRシステム60は、吸気通路110と排気通路111とを連結するEGR通路61と、EGR通路61を流れる排気を冷却するEGRクーラ62とを備えている。排気通路111を流れる排気はEGR通路61を通じて吸気通路110に戻される。以下では、EGR通路61を通じて吸気通路110に戻される排気を「EGRガス」と称する。EGRクーラ62は、EGR通路61を流れるEGRガスと冷却水との間で熱交換を行うことによりEGRガスを冷却する。本実施形態では、EGRクーラ62が冷却部に相当する。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment of the cooling
As shown in FIG. 13, the
本実施形態の冷却水システム70は、EGRクーラ62に冷却水を供給する流路を更に備えている。具体的には、高温側冷却水回路30には、高温側ポンプ32の上流側の部分と多方弁37とを接続するように分岐流路W15が形成されている。分岐流路W15の途中部分にはEGRクーラ62が配置されている。多方弁37は、分岐流路W15の一端部が接続される第5ポート37eを更に有している。
The cooling
制御装置52は、吸気冷却制御時において、多方弁37の第1ポート37a、第4ポート37d、及び第5ポート37eを開状態にするとともに、水温センサ53により検出される冷却水の温度に基づいて第2ポート37b及び第3ポート37cのいずれか一方を開状態とし、いずれか他方を閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図13に実線で示されるような流路が形成される。なお、図13では、第2ポート37bが閉状態であって、且つ第3ポート37cが開状態である場合を例示している。この場合、内燃機関11及び高温側熱交換部31から多方弁37に流入した冷却水の一部が分岐流路W15を通じてEGRクーラ62に供給される。これにより、EGRクーラ62を流れる冷却水によりEGRガスを冷却することができる。
During the intake air cooling control, the
一方、制御装置52は、吸気暖気制御時において、多方弁37の第1ポート37a及び第4ポート37dを開状態にするとともに、第2ポート37b及び第3ポート37cを閉状態にする。また、制御装置52は、排気通路111に設けられる排気温センサにより検出される排気の温度が所定温度未満である場合には第5ポート37eを閉状態にし、排気温センサにより検出される排気の温度が所定温度以上である場合には第5ポート37eを開状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図14に実線で示されるような流路が形成される。なお、図14では、第5ポート37eが閉状態である場合を例示している。
On the other hand, during the intake warming control, the
以上説明した本実施形態の冷却水システム70によれば、以下の(10)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(10)図13及び図14に示されるようなEGRシステム60では、内燃機関11で燃焼後の水蒸気を多量に含む排気が吸気通路110に戻されるため、吸気冷却時に発生する凝縮水によるトラブル、例えば吸気通路110を形成する吸気管のウォータハンマや腐食等が発生し易い課題を抱えている。この点、本実施形態の冷却水システム70では、吸気暖気制御の実行により吸気を急速に暖気することができるため、凝縮水の発生に対するロバスト性を向上させることができる。また、凝縮水の発生に対するロバスト性が向上することにより、結果としてEGRガスを吸気通路110に戻すことが可能な吸気の温度領域を拡大することができるため、より的確に車両10の燃費を改善したり、NOx量を低減したりすることができる。
According to the
(10) In the
<第6実施形態>
次に、冷却水システム70の第6実施形態について説明する。以下、第5実施形態の冷却水システム70との相違点を中心に説明する。
本実施形態の高温側冷却水回路30では、分岐流路W15の一端部が高温側熱交換部31に接続されている。これにより、EGRクーラ62は、冷却水の流れに対して高温側熱交換部31と直列に配置されている。なお、多方弁37には第4ポート37dが設けられていない。
<Sixth embodiment>
Next, a sixth embodiment of the cooling
In the high temperature side cooling
制御装置52は、吸気冷却制御時において、多方弁37の第1ポート37a及び第5ポート37eを開状態にするとともに、水温センサ53により検出される冷却水の温度に基づいて第2ポート37b及び第3ポート37cのいずれか一方を開状態とし、いずれか他方を閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図15に実線で示されるような流路が形成される。なお、図15では、第2ポート37bが閉状態であって、且つ第3ポート37cが開状態である場合を例示している。この場合、高温側熱交換部31を通過した冷却水がEGRクーラ62に流入するとともに、EGRクーラ62を通過した冷却水が多方弁37に流入する。
During intake air cooling control, the
一方、制御装置52は、吸気暖気制御時において、多方弁37の第1ポート37a及び第5ポート37eを開状態にするとともに、第2ポート37b及び第3ポート37cを閉状態にする。これにより、高温側冷却水回路30には、図16に実線で示されるような流路が形成される。この場合、内燃機関11を通過した冷却水が多方弁37を通じてEGRクーラ62に流入する。また、EGRクーラ62を通過した冷却水が高温側熱交換部31に流入する。
On the other hand, during intake warming control, the
以上説明した本実施形態の冷却水システム70によれば、以下の(11),(12)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(11)本実施形態の冷却水システム70は、図15に示されるように、吸気冷却制御時に高温側熱交換部31を通過後の冷却水がEGRクーラ62に流入する構成を有している。これにより、図13に示されるように内燃機関11を通過後の冷却水がEGRクーラ62に流入する構成と比較すると、本実施形態の冷却水システム70の構成の方が、より低温の冷却水がEGRクーラ62に供給されるため、EGRクーラ62の冷却性能を向上させることができる。
According to the
(11) As shown in FIG. 15, the cooling
(12)本実施形態の冷却水システム70は、図16に示されるように、吸気暖気制御時にEGRクーラ62を通過した冷却水が高温側熱交換部31に流入する。これにより、EGRクーラ62において排気から受熱した冷却水が高温側熱交換部31に供給されるため、高温側熱交換部31の暖気性能を向上させることができる。
(12) In the
<他の実施形態>
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・吸気冷却制御と吸気暖気制御は必ずしも厳格に層別されている必要はない。例えば吸気暖気制御の実行の際にも過給吸気の粗熱取りは可能であり、燃費や制御性を鑑みて柔軟に対応することが可能である。
<Other embodiments>
Note that the above embodiment can also be implemented in the following forms.
・Intake air cooling control and intake air warming control do not necessarily have to be strictly stratified. For example, it is possible to remove crude heat from the supercharged intake air when executing intake air warming control, and it is possible to respond flexibly in consideration of fuel efficiency and controllability.
・各実施形態の構成は、図17に示されるように、低温側冷却水回路40を有していない冷却水システム70に適用することも可能である。
・本開示に記載の制御装置52及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置52及びその制御方法は、1つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置52及びその制御方法は、1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと1つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
- The configuration of each embodiment can also be applied to a
- The
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 - The present disclosure is not limited to the above specific examples. Design changes made by those skilled in the art to the specific examples described above are also included within the scope of the present disclosure as long as they have the characteristics of the present disclosure. The elements included in each of the specific examples described above, as well as their arrangement, conditions, shapes, etc., are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate. The elements included in each of the specific examples described above can be appropriately combined as long as no technical contradiction occurs.
10:車両
11:内燃機関
30:高温側冷却水回路(第1冷却水回路)
31:高温側熱交換部(第1熱交換部)
32:高温側ポン(第1冷却水回路用ポンプ)
33:多方弁(熱交換部用流路切替弁)
36:高温側ラジエータ
37:多方弁(ラジエータ用流路切替弁)
40:低温側冷却水回路(第2冷却水回路)
41:低温側熱交換部(第2熱交換部)
42:低温側ポンプ(第2冷却水回路用ポンプ)
52:制御装置(制御部)
62:EGRクーラ(冷却部)
70:冷却水システム
110:吸気通路
501:高温側流路(冷却水流路)
10: Vehicle 11: Internal combustion engine 30: High temperature side cooling water circuit (first cooling water circuit)
31: High temperature side heat exchange section (first heat exchange section)
32: High temperature side pump (first cooling water circuit pump)
33: Multi-way valve (flow path switching valve for heat exchange section)
36: High temperature side radiator 37: Multi-way valve (flow path switching valve for radiator)
40: Low temperature side cooling water circuit (second cooling water circuit)
41: Low temperature side heat exchange section (second heat exchange section)
42: Low temperature side pump (pump for second cooling water circuit)
52: Control device (control unit)
62: EGR cooler (cooling section)
70: Cooling water system 110: Intake passage 501: High temperature side flow path (cooling water flow path)
Claims (12)
前記第1熱交換部及び前記内燃機関に冷却水を循環させる第1冷却水回路(30)と、
前記第1熱交換部よりも低温の冷却水を前記第2熱交換部に循環させる第2冷却水回路(40)と、を備え、
前記第1冷却水回路は、
冷却水の流れに対して前記第1熱交換部が前記内燃機関と並列に配置される第1循環状態と、
冷却水の流れに対して前記第1熱交換部が前記内燃機関の下流に直列に配置される第2循環状態と、に切り替え可能である
車両の冷却水システム。 It has a first heat exchange part (31) and a second heat exchange part (41) arranged in an intake passage (110) of an internal combustion engine (11) of a vehicle, the first heat exchange part and the second heat exchange part. A cooling water system for a vehicle in which heat exchange is performed between cooling water flowing through each of the sections and intake air flowing through the intake passage,
a first cooling water circuit (30) that circulates cooling water through the first heat exchange section and the internal combustion engine;
a second cooling water circuit (40) that circulates cooling water at a lower temperature than the first heat exchanger to the second heat exchanger;
The first cooling water circuit is
a first circulation state in which the first heat exchange section is arranged in parallel with the internal combustion engine with respect to the flow of cooling water;
A cooling water system for a vehicle, the cooling water system being switchable to a second circulation state in which the first heat exchanger is arranged in series downstream of the internal combustion engine with respect to the flow of cooling water.
前記第1冷却水回路が前記第1循環状態であるときに前記第1熱交換部及び前記内燃機関に冷却水を供給するとともに、前記第1冷却水回路が前記第2循環状態であるときに前記内燃機関に冷却水を供給する第1冷却水回路用ポンプ(32)を更に備え、
前記第1冷却水回路用ポンプは、
前記第1冷却水回路が前記第1循環状態に設定されているときに、前記第1熱交換部とは別の熱交換器に冷却水を通過させることなく、前記第1熱交換部及び前記内燃機関に冷却水を供給する
請求項1に記載の車両の冷却水システム。 The first cooling water circuit is
Supplying cooling water to the first heat exchange section and the internal combustion engine when the first cooling water circuit is in the first circulation state, and when the first cooling water circuit is in the second circulation state. further comprising a first cooling water circuit pump (32) that supplies cooling water to the internal combustion engine,
The first cooling water circuit pump is
When the first cooling water circuit is set to the first circulating state, the first heat exchanger and the The vehicle cooling water system according to claim 1, which supplies cooling water to an internal combustion engine.
前記第1冷却水回路用ポンプの下流側の部分と前記第1熱交換部とを接続する第1流路と、前記第1冷却水回路用ポンプの上流側の部分と前記第1熱交換部とを接続する第2流路とを切り替え可能な熱交換部用流路切替弁(33)と、
前記熱交換部用流路切替弁を制御する制御部(52)と、を備え、
前記制御部は、
前記第1冷却水回路が前記第1循環状態であるときに、前記第1流路が形成されるように前記熱交換部用流路切替弁を制御し、
前記第1冷却水回路が前記第2循環状態であるときに、前記第2流路が形成されるように前記熱交換部用流路切替弁を制御する
請求項2に記載の車両の冷却水システム。 The first cooling water circuit is
a first flow path connecting a downstream portion of the first cooling water circuit pump and the first heat exchange section; and an upstream portion of the first cooling water circuit pump and the first heat exchange section. a flow path switching valve (33) for a heat exchange section capable of switching between a second flow path connecting the
A control unit (52) that controls the flow path switching valve for the heat exchange unit,
The control unit includes:
controlling the heat exchange section flow path switching valve so that the first flow path is formed when the first cooling water circuit is in the first circulation state;
The cooling water for a vehicle according to claim 2 , wherein the heat exchanger flow path switching valve is controlled so that the second flow path is formed when the first cooling water circuit is in the second circulation state. system.
冷却水と空気との間の熱交換により冷却水を冷却するラジエータ(36)と、
前記内燃機関を通過した冷却水を前記ラジエータを経由させて前記内燃機関及び前記第1熱交換部に流入させるラジエータ通過流路と、前記内燃機関を通過した冷却水を前記ラジエータを経由させずに前記内燃機関及び前記第1熱交換部に流入させるラジエータ迂回流路とを切り替え可能なラジエータ用流路切替弁(37)と、
冷却水の温度に基づいて前記ラジエータ用流路切替弁を制御する制御部(52)と、を備える
請求項1~3のいずれか一項に記載の車両の冷却水システム。 The first cooling water circuit is
a radiator (36) that cools the cooling water by heat exchange between the cooling water and the air;
a radiator passage flow path that allows the cooling water that has passed through the internal combustion engine to flow into the internal combustion engine and the first heat exchange section via the radiator; a radiator flow path switching valve (37) capable of switching between the internal combustion engine and a radiator detour flow path that flows into the first heat exchange section;
The cooling water system for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control section (52) that controls the radiator flow path switching valve based on the temperature of the cooling water.
前記第1冷却水回路が前記第2循環状態である場合、前記内燃機関を通過した冷却水が前記ラジエータ用流路切替弁を通過して前記第1熱交換部に流入する
請求項4に記載の車両の冷却水システム。 When the first cooling water circuit is in the first circulation state, the cooling water that has passed through the internal combustion engine and the cooling water that has passed through the first heat exchange section are combined at the radiator flow path switching valve. ,
When the first cooling water circuit is in the second circulation state, the cooling water that has passed through the internal combustion engine passes through the radiator flow path switching valve and flows into the first heat exchange section. vehicle cooling water system.
前記第1循環状態に設定されている場合と、前記第2循環状態に設定されている場合とで、前記第1熱交換部における冷却水の流れ方向が反転する
請求項1~5のいずれか一項に記載の車両の冷却水システム。 The first cooling water circuit is
Any one of claims 1 to 5, wherein the flow direction of the cooling water in the first heat exchange section is reversed depending on whether the first circulation state is set or the second circulation state is set. Cooling water system of the vehicle according to paragraph 1.
車両の排気通路から前記吸気通路に戻される排気を冷却水により冷却する冷却部(62)を更に備える
請求項1~6のいずれか一項に記載の車両の冷却水システム。 The first cooling water circuit is
The cooling water system for a vehicle according to any one of claims 1 to 6, further comprising a cooling unit (62) that uses cooling water to cool the exhaust gas returned from the exhaust passage of the vehicle to the intake passage.
冷却水の流れに対して前記第1熱交換部と直列に配置されている
請求項7に記載の車両の冷却水システム。 The cooling section includes:
The vehicle cooling water system according to claim 7, wherein the vehicle cooling water system is arranged in series with the first heat exchanger with respect to the flow of the cooling water.
前記第2熱交換部に冷却水を循環させる第2冷却水回路用ポンプ(42)を更に備え、
前記第2冷却水回路用ポンプは、
前記第1冷却水回路が前記第1循環状態であるときに駆動状態となり、
前記第1冷却水回路が前記第2循環状態であるときに非駆動状態となる
請求項1~8のいずれか一項に記載の車両の冷却水システム。 The second cooling water circuit is
further comprising a second cooling water circuit pump (42) that circulates cooling water to the second heat exchange section,
The second cooling water circuit pump is
When the first cooling water circuit is in the first circulation state, it is in a driving state,
The cooling water system for a vehicle according to any one of claims 1 to 8, wherein the first cooling water circuit is in a non-driving state when the first cooling water circuit is in the second circulating state.
吸気の流れ方向に対して直交するように冷却水が流れる冷却水流路(501)を有する
請求項1~9のいずれか一項に記載の車両の冷却水システム。 The first heat exchange section includes:
The cooling water system for a vehicle according to any one of claims 1 to 9, comprising a cooling water flow path (501) through which the cooling water flows orthogonally to the flow direction of the intake air.
冷却水が流れ、且つ冷却水の流れ方向が少なくとも一回転向するように形成される冷却水流路を有する
請求項1~10のいずれか一項に記載の車両の冷却水システム。 The first heat exchange section includes:
The cooling water system for a vehicle according to any one of claims 1 to 10, comprising a cooling water flow path formed such that the cooling water flows and the flow direction of the cooling water is rotated at least once.
前記熱交換部及び前記内燃機関に冷却水を循環させる冷却水回路(30)を備え、
前記冷却水回路は、
冷却水の流れに対して前記熱交換部が前記内燃機関と並列に配置される第1循環状態と、
冷却水の流れに対して前記熱交換部が前記内燃機関の下流に直列に配置される第2循環状態と、に切り替え可能である
車両の冷却水システム。 It has a heat exchange part (31) disposed in an intake passage (110) of an internal combustion engine (11) of a vehicle, and heat exchange is performed between cooling water flowing through the heat exchange part and intake air flowing through the intake passage. A cooling water system for a vehicle,
comprising a cooling water circuit (30) that circulates cooling water to the heat exchange section and the internal combustion engine,
The cooling water circuit is
a first circulation state in which the heat exchanger is arranged in parallel with the internal combustion engine with respect to the flow of cooling water;
and a second circulation state in which the heat exchanger is arranged in series downstream of the internal combustion engine with respect to the flow of cooling water.
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