JP2004116476A

JP2004116476A - Cooling system for vehicle engine

Info

Publication number: JP2004116476A
Application number: JP2002284173A
Authority: JP
Inventors: Hirohisa Takano; 高野　裕久
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP3982372B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling system for a vehicle engine capable of effectively realizing the rise of temperature when starting the vehicle engine, and cooling temperature control after warming-up. <P>SOLUTION: This cooling system for the vehicle engine is provided with a cylinder head side cooling line provided at a cylinder head of the vehicle engine; a water pump connected to the cylinder head side cooling line to supply cooling water; a radiator connected to a radiator line by a radiator return line; a first by-pass line; a first control valve for controlling first by-pass cooling liquid flowing through the first by-pass line; a cylinder block side cooling line formed independently of the cylinder head side cooling line; and an oil pump for feeding cooling oil to a main gallery. The cylinder block side cooling line is constituted as a closed circuit wherein a second oil pump is disposed, and a second control valve controls so that the cooling oil is circulated in the cylinder block. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両エンジンに用いられるオイルを利用した冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両エンジンの冷却装置としては、例えば、図４に示されるものが知られている。この構成においては、エンジンブロック１０２とシリンダヘッド１０１を備えた内燃エンジンでこの内燃エンジンの冷却システムが、回路をそれぞれ流れる第１および第２の冷却液が互いに混ざることがないように完全に分離されているエンジンのシリンダヘッド１０１用の第１冷却回路１０３及びエンジンブロック１０２用の第２冷却回路１０４と、これら第１冷却回路１０３と第２冷却回路１０４を入出力とし、第１冷却回路１０３と第２冷却回路１０４を流れる冷却液の間で熱交換を行なう液／液熱交換器１１０からなる構成が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６５８３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記する特許文献１の構成では以下の問題点を生ずる。車両エンジンのフリクションを低減するためには、潤滑油自体および各摺動部を高温に維持することが有効だが、特許文献１の構成においては、エンジンブロック１０２用第２の冷却液であるエンジン潤滑油はシリンダヘッド中を循環する第１の冷却液によって液／液熱交換器を介して冷却されるが、この第２の冷却液はエンジン内の循環経路を流動するエンジン潤滑油を全て循環させる構成となっている。そのため、オイル全体を昇温することになるので、シリンダブロック部の昇温が遅くなる。また、エンジンの暖機後、負荷の低い状態ではシリンダブロック部を高温で維持したいが、エンジン内各部を循環するため局部的に温度制御することが難しく、第２の冷却液が循環する間に放熱してしまい、高温には維持できない。
【０００５】
したがって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車両エンジンの始動時の昇温および暖機後の冷却温度管理を効果的に実現できる車両エンジンの冷却装置を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、車両エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド側冷却経路と、該シリンダヘッド側冷却経路に接続されて冷却水を送給するウォータポンプと、該ウォータポンプに一端がラジエータ経路を介して接続され、他端が前記シリンダヘッド側冷却経路にラジエータ帰還経路を介して接続されて外気との熱交換を行なうラジエータと、前記ラジエータ経路と前記ラジエータ帰還経路とを短絡する第１のバイパス経路と、該第１のバイパス経路を流通する前記第１のバイパス冷却液を制御する第１の制御弁と、前記シリンダヘッド側冷却経路とは独立して形成されたシリンダブロック側冷却経路と、メインギャラリーに冷却オイルを送給するオイルポンプと、を備える車両エンジンの冷却装置において、前記シリンダブロック側冷却経路は閉回路に構成され、第２のオイルポンプが配設されて第２の制御弁でシリンダブロック内を冷却オイルが循環するように制御することである。
【０００７】
上記した手段によれば、従来技術の冷却水によって車両エンジンのシリンダブロック側を冷却することに替わって、冷却オイルを使用して冷却する。そして、冷却オイルの経路はシリンダブロック内を閉回路で構成するので、車両エンジンの暖機時には熱容量の小さい冷却オイルが局部的に循環するので、シリンダブロック部の昇温時間が短くなる。このため、暖機時のフリクション低減および燃焼効率の向上を達成できる。また、シリンダブロック側冷却経路には第２のオイルポンプおよび第２の制御弁が配設されるので、このシリンダブロック経路を流れる冷却オイルを独立して流動することが可能となる。
【０００８】
さらに、請求項２において講じた技術的手段は、
前記冷却オイルはエンジンオイルであることである。これによれば、冷却オイルはエンジンオイルを使用するため、従来の車両エンジンの構成を大幅に変更しないで、シリンダブロック側冷却経路を変更するのみで、請求項１の構成が達成可能となる。
【０００９】
さらに、請求項３において講じた技術的手段は、
前記第２のオイルポンプは車両エンジンの駆動力を利用するポンプで構成したことである。
【００１０】
これによれば、第２のオイルポンプは車両エンジンの駆動力を利用するポンプであるので、新たな駆動源を用いなくても具体的な構成が達成できる。
【００１１】
そして請求項４において講じた技術的手段は、前記第２のオイルポンプは車両エンジンの駆動力を利用するポンプで構成したことである。
【００１２】
これによれば、請求項３のように車両エンジンの駆動力を利用する替わりに、電動ポンプを用いても同様に上記目的を可能となる。電動モータを用いた場合、車両エンジンの回転数に依存しないでポンプの流量制御が可能となる。
【００１３】
さらに、請求項５において講じた技術的手段は、前記シリンダブロック側冷却経路に逆止弁を配設するようにしたことである。
【００１４】
これによれば、閉回路が形成されたシリンダブロック側冷却経路を流れる冷却オイルが所定圧力以上になった場合、冷却オイルを逃がす構成が可能となるので、経路内の圧力が異常に高くなった場合でも経路に不具合が発生することがない。
【００１５】
請求項６において講じた技術的手段は、前記逆止弁は所定圧力で開弁し前記シリンダブロック側冷却経路を流動する前記冷却オイルを制御する圧力制御弁で構成したことである。
【００１６】
これによれば、逆止弁は所定圧力で開弁し流量を制御する圧力制御弁で構成されるので、たとえばシリンダブロック側冷却経路に配設される第２のオイルポンプで冷却オイルの流量制御を行なえば、シリンダブロック側冷却経路の冷却オイルの温度を制御することができる。冷却オイルが高温になった場合でも所定量の冷却オイルを逆止弁を通って開放すれば、冷却オイルの温度制御が可能となる。
【００１７】
請求項７において講じた技術的手段は、前記オイルポンプと前記第２のオイルポンプを接続する経路の途中に迂回する第２のバイパス経路を形成し、該第２のバイパス経路を流動する第３の冷却液を制御する第３の制御弁が配設されるとともに、前記第２のバイパス経路内に熱交換器が配設される構成としたことである。
【００１８】
これによれば、前記オイルポンプと前記第２のオイルポンプおよびメインギャラリーへの経路に接続する経路の途中に迂回する第２のバイパス経路を形成し、経路内に熱交換器が配設されるので、上記冷却オイルを逆止弁から開放するよりも効果的にシリンダブロック側冷却経路を流れる冷却オイルの温度制御が可能となる。
【００１９】
そして、請求項８において講じた技術的手段は、前記熱交換器は、外気との熱交換を行なう空冷熱交換器で構成したことである。
【００２０】
これによれば、熱交換器は、外気との熱交換を行なう空冷熱交換器で構成するので積極的に冷却オイルを冷やすことが可能となり、冷却オイルの液温制御が可能となる。
【００２１】
請求項９において講じた技術的手段は、前記熱交換器は、前記冷却水との熱交換を行なう油水熱交換器で構成したことである。
【００２２】
これによれば、熱交換器は、冷却水を利用する油水熱交換器で構成するので、従来の冷却構造を応用するのみで、効果的に冷却オイルを冷やすことが可能となり、冷却オイルの液温制御が可能となる。
【００２３】
請求項１０において講じた技術的手段は、車両エンジンの暖機中には、前記第２の制御弁は前記冷却オイルが前記シリンダブロック側冷却経路内を循環するように制御したことである。
【００２４】
これによれば、車両エンジンの暖機中には、冷却オイルはシリンダブロック側冷却経路内のみを循環するように制御されるので、冷却オイルは他の経路を流れて熱を奪われることが少なくなり、効果的に昇温ができる。
【００２５】
請求項１１において講じた技術的手段は、車両エンジンの暖機後には、前記冷却オイルの液温が前記冷却水の水温より高い温度に設定されるように前記第２の制御弁を制御したことである。
【００２６】
これによれば、車両エンジンの暖機後は、エンジンの燃焼効率を良好に保つために、シリンダヘッド側よりもシリンダブロック側が高温に維持されるのが望ましい。そのため、シリンダヘッド側冷却経路を流動する冷却水温よりもシリンダブロック側冷却経路を流動する冷却オイルの液温が高くなるように制御される。
【００２７】
シリンダブロック側冷却経路には、冷却水よりも熱伝導性の低く、沸点の高い冷却オイルが流動するように構成されるので、効果的に高温を維持できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の車両エンジンの冷却装置置を概略的に示しており、車両エンジンの回転で駆動されるウォータポンプＷＰから送給される冷却水は、車両エンジン内部に流路が形成されるシリンダヘッド側冷却経路１、ラジエータ帰還経路９、ラジエータＲ、およびラジエータ経路８を経て、ふたたびウォータポンプＷＰに戻る。バイパス経路３が、ラジエータ帰還経路９とラジエータ経路８にラジエータＲをバイパスするように接続されている。このバイパス経路３内を流れる冷却水を制御するために、
バイパス経路３とラジエータ経路８とが接続される箇所に制御弁１０が配設されている。この制御弁は、上記したようにバイパス経路３を流動する冷却水を制御するためのものであり、ラジエータ帰還経路９とバイパス経路３との接続箇所に設置されてもよく、またバイパス経路３内に設置されてもよいことは言うまでもない。
【００２９】
つぎにシリンダブロック側冷却経路２に送られる冷却オイルの流れおよび構成を説明する。車両エンジンブロックの下方に配置されるオイルパン１６に滞留する潤滑油（以降冷却オイルと称す）は、オイルポンプＯＰで汲み上げられて車両エンジン内に形成されるメインギャラリーに送られる。それと同時に、オイルポンプＯＰの吐出側の経路には、シリンダブロック内を循環するように閉回路が形成されたシリンダブロック側冷却経路２が接続されている。そして、このシリンダブロック側冷却経路２の入口側には、その内部を流動する冷却オイルをシリンダブロック側冷却経路２に送り出すための、電動ポンプ６およびこのシリンダブロック側冷却経路２に冷却液を流入制御するための制御弁１１が配設されている。さらに、シリンダブロック側冷却経路２内には、この冷却オイルをリリーフするための逆止弁１４が配設され、ドレイン経路１３と接続されている。
【００３０】
さらに上記構成に付随して、オイルポンプＯＰの吐出側経路から制御弁１１の冷却オイルの流入口までの途中にはバイパス経路７が形成され、熱交換器１５が設置されている。そして、このバイパス経路７への冷却オイルの流動を制御する制御弁１２が同時に配置されている。
【００３１】
つぎに車両エンジンの状態に対応する冷却水および冷却オイルの流れを説明する。暖機中においては、ウォータポンプＷＰから送給されてシリンダヘッド側冷却経路１に送られる冷却水は、まだ冷却水の水温が低温であるので、ラジエータＲには送られず、シリンダヘッド側冷却経路１を通った後、ラジエータ帰還経路９を経て、バイパス経路３を戻るように制御弁１０で制御される。また、オイルパン１６の冷却オイルは、オイルポンプＯＰで汲み上げられた後、図示しないオイルフィルタを通ってメインギャラリーに送り込まれる。このとき、シリンダブロック冷却経路２の内部に存在する冷却オイルは、電動ポンプ６によって、シリンダブロック冷却経路２を循環するようにまわっている。
【００３２】
そして、やがて冷却水温が上昇して暖機後の車両エンジンが低・中負荷の状態となると、冷却水温は最適水温まで上昇しているので、バイパス経路３に併せて、ラジエータＲにも冷却水が流れるように制御弁１０が制御される。そして、冷却水はバイパス経路３を流れる量とラジエータＲを通って冷やされる量とが制御弁１０で混合されて最適温度に制御される。このとき冷却オイルは適温まで上昇しているが、仮に制御すべき温度よりも高温になった場合には、電動ポンプ６の回転数を増して循環する流量を増加する。するとシリンダブロック冷却経路２内の内圧が上昇するので、この経路に配置される逆止弁１４は所定圧力以上になると開弁する。そして、シリンダブロック冷却経路２内の冷却オイルは、所定量ドレイン経路１３から排出される。排出された冷却オイルの量だけシリンダブロック冷却経路２内の冷却オイルが減少するので、シリンダブロック冷却経路２の内圧が低下する。このとき制御弁１１はオイルポンプＯＰ側から不足する冷却オイルを補充するように制御するので、前からシリンダブロック冷却経路２内に存在する冷却オイルよりも低温の冷却オイルが、制御弁１１を経てシリンダブロック冷却経路２に流入する。
【００３３】
暖機後の高負荷の状態になると、シリンダブロック冷却経路２を流れる冷却オイルは所定温度以上となるため、図３に示すようにオイルポンプＯＰから送出される冷却オイルは、冷却されるようにバイパス経路７の熱交換器１５に送られる。この熱交換器１５は、空冷もしくは冷却水を利用した油水熱交換器で構成されており、この熱交換器１５を通る冷却オイルが所定温度まで冷却されるように制御弁１２で制御される。
【００３４】
【発明の効果】
以上本発明によれば、従来技術の冷却水によって車両エンジンのシリンダブロック側を冷却することに替わって、冷却オイルを使用して冷却する。そして、冷却オイルの経路は、シリンダブロック内を閉回路で構成するので、車両エンジンの暖機時には熱容量の小さい冷却オイルが局部的に循環するので、冷却オイルが効率よく昇温でき、暖機時のフリクション低減および燃焼効率の改善が達成できる。
【００３５】
また、シリンダブロック側冷却経路には第２のオイルポンプおよび第２の制御弁が配設されるので、このシリンダブロック経路を流れる冷却オイルを独立して流動することが可能となる。冷却オイルはエンジンオイルを使用するため、従来の車両エンジンの構成を大幅に変更しないで、シリンダブロック側冷却経路を変更するのみで、請求項１の構成が達成可能となる。そして、第２のオイルポンプは、新たな駆動源を用いなくてもよい車両エンジンの駆動力を利用するポンプまたは電動ポンプで構成する。電動ポンプを用いた場合、車両エンジンの回転数に依存しないでポンプの流量制御が可能となる。
【００３６】
さらに、閉回路が形成されたシリンダブロック側冷却経路を流れる冷却オイルが所定圧力以上になった場合、冷却オイルを逃がす構成が可能となるので、経路内の圧力が異常に高くなった場合でも経路に不具合が発生することがない。また、シリンダブロック側冷却経路に配設される逆止弁は、所定圧力で開弁し流量を制御する圧力制御弁で構成されるので、たとえばシリンダブロック側冷却経路に配設される第２のオイルポンプで冷却オイルの流量制御を行なえば、第２のオイルポンプの流量を制御してシリンダブロック側冷却経路内を流れる冷却オイルの圧力を制御することで、冷却オイルが高温になった場合でも所定量の冷却オイルを逆止弁を通って開放すれば、冷却オイルの温度制御が可能となる。
【００３７】
さらに、前記オイルポンプと前記第２のオイルポンプを接続する経路の途中に迂回する第２のバイパス経路を形成し、経路内に熱交換器が配設されるので、上記冷却オイルを逆止弁から開放するよりも効果的にシリンダブロック側冷却経路を流れる冷却オイルの温度制御が可能となる。熱交換器は、外気との熱交換を行なう空冷熱交換器で構成するので積極的に冷却オイルを冷やすことが可能となり、冷却オイルの液温制御が可能となり、上記熱交換器は、冷却水を利用する油水熱交換器で構成するので、従来の冷却構造を応用するのみで、効果的に冷却オイルを冷やすことが可能となり、冷却オイルの液温制御が可能となる。
【００３８】
そして上記冷却水や冷却オイルの制御においては、車両エンジンの暖機中には、冷却オイルはシリンダブロック側冷却経路内のみを循環するように制御されるので、冷却オイルは他の経路を流れて熱を奪われることが少なくなり、効果的に昇温ができる。そして、車両エンジンの暖機後は、エンジンの燃焼効率を良好に保つために、シリンダヘッド側よりもシリンダブロック側が高温に維持されるのが望ましい。そのため、シリンダヘッド側冷却経路を流動する冷却水温よりもシリンダブロック側冷却経路を流動する冷却オイルの液温が高くなるように制御されるので、冷却水よりも熱伝導性の低く、沸点の高い冷却オイルが流動するように構成されるので、効果的に高温を維持できる。以上、シリンダブロック側を高温で維持できるので多大な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における車両エンジンの冷却装置で暖機中の冷却水および冷却オイルの流れを示す概略図である。
【図２】図１の本発明の実施の形態における低・中負荷時の冷却水および冷却オイルの流れを示す概略図である。
【図３】図１の本発明の実施の形態における暖機後・高負荷時の冷却水および冷却オイルの流れを示す概略図である。
【図４】従来技術における車両エンジンの冷却装置の冷却水の流れを示す概略図である。
【符号の説明】
１：シリンダヘッド側冷却経路
２：シリンダブロック側冷却経路
３：バイパス経路（第１のバイパス経路）
６：電動ポンプ（第２のオイルポンプ）
７：バイパス経路（第２のバイパス経路）
８：ラジエータ経路
９：ラジエータ帰還経路
１０：制御弁（第１の制御弁）
１１：制御弁（第２の制御弁）
１２：制御弁（第３の制御弁）
１３：ドレイン経路（第３のバイパス経路）
１４：逆止弁
１５：熱交換器
１６：オイルパン
ＣＢ：シリンダブロック
ＣＨ：シリンダヘッド
Ｒ：ラジエータ
Ｗ１：冷却水
Ｗ２：冷却オイル（潤滑油）
Ｗ３：第３の冷却液
ＷＰ：ウォータポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device using oil used in a vehicle engine.
[0002]
[Prior art]
As a conventional cooling device for a vehicle engine, for example, the one shown in FIG. 4 is known. In this configuration, in the internal combustion engine having the engine block 102 and the cylinder head 101, the cooling system of the internal combustion engine is completely separated so that the first and second coolants flowing through the respective circuits are not mixed with each other. A first cooling circuit 103 for the cylinder head 101 of the engine and a second cooling circuit 104 for the engine block 102, and the first cooling circuit 103 and the second cooling circuit 104 are used as inputs and outputs. A configuration including a liquid / liquid heat exchanger 110 that performs heat exchange between cooling liquids flowing through the second cooling circuit 104 is disclosed. (For example, see Patent Document 1)
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-265839 A
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration of Patent Document 1 has the following problems. In order to reduce the friction of the vehicle engine, it is effective to maintain the lubricating oil itself and each sliding portion at a high temperature. However, in the configuration of Patent Document 1, the engine lubricating oil which is the second coolant for the engine block 102 The oil is cooled via a liquid / liquid heat exchanger by a first coolant circulating in the cylinder head, while the second coolant circulates all engine lubricating oil flowing through a circulation path in the engine. It has a configuration. Therefore, the temperature of the entire oil is increased, and the temperature of the cylinder block is slowly increased. In addition, after the engine is warmed up, it is desired to maintain the cylinder block at a high temperature when the load is low. However, it is difficult to locally control the temperature because it circulates through the engine. It dissipates heat and cannot be maintained at a high temperature.
[0005]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle engine cooling device capable of effectively realizing a temperature rise at the time of starting the vehicle engine and a cooling temperature management after warm-up. Technical issues.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The technical measures taken to solve the above-described problems include a cylinder head-side cooling path provided in a cylinder head of a vehicle engine, and a water pump connected to the cylinder head-side cooling path to supply cooling water. A radiator having one end connected to the water pump via a radiator path, and the other end connected to the cylinder head side cooling path via a radiator return path to exchange heat with the outside air; and the radiator path and the radiator. A first bypass path that short-circuits the return path, a first control valve that controls the first bypass coolant flowing through the first bypass path, and the cylinder head side cooling path that are independent of each other. Cooling of a vehicle engine including a formed cylinder block side cooling path and an oil pump for supplying cooling oil to a main gallery In location, the cylinder block side cooling path is configured in a closed circuit, is that the cooling oil in the cylinder block in the second control valve the second oil pump is disposed is controlled so as to circulate.
[0007]
According to the above-described means, cooling is performed using cooling oil instead of cooling the cylinder block side of the vehicle engine with the cooling water of the related art. Since the passage of the cooling oil is constituted by a closed circuit in the cylinder block, the cooling oil having a small heat capacity circulates locally when the vehicle engine is warmed up, so that the temperature rise time of the cylinder block is shortened. For this reason, it is possible to achieve a reduction in friction during warm-up and an improvement in combustion efficiency. Since the second oil pump and the second control valve are provided in the cylinder block side cooling path, the cooling oil flowing through the cylinder block path can flow independently.
[0008]
Further, the technical measures taken in claim 2 are:
The cooling oil is an engine oil. According to this, since the engine oil is used as the cooling oil, the structure of claim 1 can be achieved only by changing the cooling path on the cylinder block side without greatly changing the structure of the conventional vehicle engine.
[0009]
Further, the technical measures taken in claim 3 are:
The second oil pump is constituted by a pump utilizing the driving force of a vehicle engine.
[0010]
According to this, since the second oil pump is a pump that uses the driving force of the vehicle engine, a specific configuration can be achieved without using a new drive source.
[0011]
A technical measure taken in claim 4 is that the second oil pump is constituted by a pump utilizing the driving force of a vehicle engine.
[0012]
According to this, instead of using the driving force of the vehicle engine as in claim 3, the above-mentioned object can be similarly achieved by using an electric pump. When an electric motor is used, the flow rate of the pump can be controlled without depending on the rotation speed of the vehicle engine.
[0013]
Further, a technical measure taken in claim 5 is that a check valve is provided in the cylinder block side cooling path.
[0014]
According to this, when the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path in which the closed circuit is formed becomes a predetermined pressure or more, a configuration in which the cooling oil is released becomes possible, so that the pressure in the path becomes abnormally high. Even in this case, no trouble occurs on the route.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pressure control valve configured to open the check valve at a predetermined pressure and control the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path.
[0016]
According to this, since the check valve is constituted by a pressure control valve that opens at a predetermined pressure and controls the flow rate, for example, the flow rate of the cooling oil is controlled by the second oil pump disposed in the cylinder block side cooling path. Is performed, the temperature of the cooling oil in the cylinder block side cooling path can be controlled. Even when the temperature of the cooling oil becomes high, if a predetermined amount of the cooling oil is opened through the check valve, the temperature of the cooling oil can be controlled.
[0017]
The technical means taken in claim 7 is to form a second bypass path that is detoured in the middle of a path connecting the oil pump and the second oil pump, and a third path that flows through the second bypass path. A third control valve for controlling the cooling liquid is provided, and a heat exchanger is provided in the second bypass path.
[0018]
According to this, a second bypass path is formed in the middle of a path connected to the oil pump, the second oil pump, and a path to the main gallery, and a heat exchanger is provided in the path. Therefore, it is possible to control the temperature of the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path more effectively than opening the cooling oil from the check valve.
[0019]
A technical measure taken in claim 8 is that the heat exchanger is constituted by an air-cooled heat exchanger that exchanges heat with the outside air.
[0020]
According to this, the heat exchanger is constituted by an air-cooled heat exchanger that exchanges heat with the outside air, so that the cooling oil can be actively cooled, and the liquid temperature of the cooling oil can be controlled.
[0021]
A technical measure taken in claim 9 is that the heat exchanger is constituted by an oil-water heat exchanger that exchanges heat with the cooling water.
[0022]
According to this, since the heat exchanger is constituted by an oil-water heat exchanger using cooling water, it is possible to effectively cool the cooling oil only by applying the conventional cooling structure, and it is possible to effectively cool the cooling oil. Temperature control becomes possible.
[0023]
A technical measure taken in claim 10 is that the second control valve controls the cooling oil to circulate in the cylinder block side cooling path during warming up of the vehicle engine.
[0024]
According to this, during warm-up of the vehicle engine, the cooling oil is controlled so as to circulate only in the cylinder block side cooling path, so that the cooling oil is less likely to flow through another path and lose heat. And the temperature can be raised effectively.
[0025]
The technical means taken in claim 11 controls the second control valve such that the liquid temperature of the cooling oil is set to a temperature higher than the temperature of the cooling water after the vehicle engine is warmed up. It is.
[0026]
According to this, after the vehicle engine is warmed up, it is desirable that the cylinder block side be maintained at a higher temperature than the cylinder head side in order to maintain good combustion efficiency of the engine. Therefore, the temperature of the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path is controlled to be higher than the temperature of the cooling water flowing through the cylinder head side cooling path.
[0027]
Since the cooling oil having a lower thermal conductivity than the cooling water and a high boiling point flows in the cylinder block side cooling path, the high temperature can be effectively maintained.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a cooling device for a vehicle engine according to the present invention. In the cooling water supplied from a water pump WP driven by the rotation of the vehicle engine, a flow path is formed inside the vehicle engine. After returning to the water pump WP via the cylinder head side cooling path 1, the radiator return path 9, the radiator R, and the radiator path 8, the flow returns to the water pump WP. The bypass path 3 is connected to the radiator return path 9 and the radiator path 8 so as to bypass the radiator R. In order to control the cooling water flowing in the bypass path 3,
A control valve 10 is provided at a location where the bypass path 3 and the radiator path 8 are connected. This control valve is for controlling the cooling water flowing through the bypass path 3 as described above, and may be installed at a connection point between the radiator return path 9 and the bypass path 3. It goes without saying that it may be installed in
[0029]
Next, the flow and configuration of the cooling oil sent to the cylinder block side cooling path 2 will be described. Lubricating oil (hereinafter referred to as cooling oil) staying in oil pan 16 arranged below the vehicle engine block is pumped up by oil pump OP and sent to a main gallery formed in the vehicle engine. At the same time, a cylinder block side cooling path 2 in which a closed circuit is formed so as to circulate in the cylinder block is connected to a path on the discharge side of the oil pump OP. An electric pump 6 for sending out cooling oil flowing inside the cylinder block side cooling passage 2 to the inlet side of the cylinder block side cooling passage 2 and a coolant flows into the cylinder block side cooling passage 2. A control valve 11 for controlling is provided. Further, a check valve 14 for relieving the cooling oil is provided in the cylinder block side cooling path 2, and is connected to the drain path 13.
[0030]
In addition to the above configuration, a bypass path 7 is formed on the way from the discharge-side path of the oil pump OP to the cooling oil inlet of the control valve 11, and a heat exchanger 15 is provided. Further, a control valve 12 for controlling the flow of the cooling oil to the bypass path 7 is arranged at the same time.
[0031]
Next, the flow of the cooling water and the cooling oil corresponding to the state of the vehicle engine will be described. During the warm-up, the cooling water supplied from the water pump WP and sent to the cylinder head side cooling path 1 is not sent to the radiator R because the cooling water temperature is still low, and the cylinder head side cooling is not performed. After passing through the path 1, it is controlled by the control valve 10 so as to return to the bypass path 3 via the radiator return path 9. After the cooling oil in the oil pan 16 is pumped up by the oil pump OP, it is sent to the main gallery through an oil filter (not shown). At this time, the cooling oil existing inside the cylinder block cooling path 2 is circulated through the cylinder block cooling path 2 by the electric pump 6.
[0032]
Then, when the cooling water temperature rises and the vehicle engine after warm-up enters a low / medium load state, the cooling water temperature rises to the optimum water temperature, so that the cooling water is also supplied to the radiator R along with the bypass path 3. The control valve 10 is controlled so that the flow of. Then, the amount of the cooling water flowing through the bypass path 3 and the amount of the cooling water cooled through the radiator R are mixed by the control valve 10 and controlled to the optimum temperature. At this time, the cooling oil has risen to an appropriate temperature, but if the temperature becomes higher than the temperature to be controlled, the rotation speed of the electric pump 6 is increased to increase the circulating flow rate. Then, the internal pressure in the cylinder block cooling path 2 increases, and the check valve 14 arranged in this path opens when the pressure becomes equal to or higher than a predetermined pressure. Then, a predetermined amount of the cooling oil in the cylinder block cooling path 2 is discharged from the drain path 13. Since the amount of the cooling oil in the cylinder block cooling path 2 decreases by the amount of the discharged cooling oil, the internal pressure of the cylinder block cooling path 2 decreases. At this time, since the control valve 11 controls so as to replenish the insufficient cooling oil from the oil pump OP side, the cooling oil having a lower temperature than the cooling oil existing in the cylinder block cooling path 2 from the front via the control valve 11. It flows into the cylinder block cooling path 2.
[0033]
When the load becomes high after the warm-up, the cooling oil flowing through the cylinder block cooling path 2 has a predetermined temperature or higher, so that the cooling oil sent from the oil pump OP is cooled as shown in FIG. The heat is sent to the heat exchanger 15 in the bypass 7. The heat exchanger 15 is constituted by an oil-water heat exchanger using air cooling or cooling water, and is controlled by the control valve 12 so that the cooling oil passing through the heat exchanger 15 is cooled to a predetermined temperature.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, cooling is performed using cooling oil instead of cooling the cylinder block side of the vehicle engine with the cooling water of the related art. Since the cooling oil path is formed by a closed circuit in the cylinder block, the cooling oil having a small heat capacity circulates locally when the vehicle engine is warmed up. And the combustion efficiency can be reduced.
[0035]
Since the second oil pump and the second control valve are provided in the cylinder block side cooling path, the cooling oil flowing through the cylinder block path can flow independently. Since the engine oil is used as the cooling oil, the configuration according to claim 1 can be achieved only by changing the cooling path on the cylinder block side without greatly changing the configuration of the conventional vehicle engine. The second oil pump is configured by a pump or an electric pump that uses the driving force of the vehicle engine without using a new driving source. When an electric pump is used, the flow rate of the pump can be controlled without depending on the rotation speed of the vehicle engine.
[0036]
Further, when the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path in which the closed circuit is formed becomes a predetermined pressure or more, a configuration in which the cooling oil is released is possible, so that even if the pressure in the path becomes abnormally high, No trouble occurs in Further, since the check valve disposed in the cylinder block side cooling path is constituted by a pressure control valve that opens at a predetermined pressure and controls the flow rate, for example, the second valve disposed in the cylinder block side cooling path If the flow rate of the cooling oil is controlled by the oil pump, the flow rate of the second oil pump is controlled to control the pressure of the cooling oil flowing in the cylinder block side cooling path. If a predetermined amount of cooling oil is opened through the check valve, the temperature of the cooling oil can be controlled.
[0037]
Further, a second bypass path is formed in the middle of a path connecting the oil pump and the second oil pump, and a heat exchanger is provided in the path. The temperature of the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path can be controlled more effectively than when the cooling oil is released. Since the heat exchanger is composed of an air-cooled heat exchanger that exchanges heat with the outside air, it is possible to actively cool the cooling oil and control the temperature of the cooling oil. Therefore, the cooling oil can be effectively cooled only by applying the conventional cooling structure, and the liquid temperature of the cooling oil can be controlled.
[0038]
In the control of the cooling water and the cooling oil, the cooling oil is controlled so as to circulate only in the cylinder block side cooling path during warm-up of the vehicle engine, so that the cooling oil flows through another path. Heat is less likely to be lost, and the temperature can be raised effectively. After the vehicle engine is warmed up, it is desirable that the cylinder block side be maintained at a higher temperature than the cylinder head side in order to maintain good combustion efficiency of the engine. Therefore, since the temperature of the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path is controlled to be higher than the temperature of the cooling water flowing through the cylinder head side cooling path, the heat conductivity is lower than the cooling water and the boiling point is higher. Since the cooling oil is configured to flow, the high temperature can be effectively maintained. As described above, since the cylinder block side can be maintained at a high temperature, there is a great effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing flows of cooling water and cooling oil during warm-up in a vehicle engine cooling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing flows of cooling water and cooling oil at low and medium loads in the embodiment of the present invention in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic diagram showing flows of cooling water and cooling oil after warm-up and under a high load in the embodiment of the present invention in FIG. 1;
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a flow of cooling water of a cooling device for a vehicle engine according to the related art.
[Explanation of symbols]
1: Cylinder head side cooling path 2: Cylinder block side cooling path 3: Bypass path (first bypass path)
6: Electric pump (second oil pump)
7: Bypass route (second bypass route)
8: Radiator path 9: Radiator return path 10: Control valve (first control valve)
11: control valve (second control valve)
12: Control valve (third control valve)
13: Drain path (third bypass path)
14: check valve 15: heat exchanger 16: oil pan CB: cylinder block CH: cylinder head R: radiator W1: cooling water W2: cooling oil (lubricating oil)
W3: third coolant WP: water pump

Claims

車両エンジンのシリンダヘッドに設けられたシリンダヘッド側冷却経路と、該シリンダヘッド側冷却経路に接続されて冷却水を送給するウォータポンプと、該ウォータポンプに一端がラジエータ経路を介して接続され、他端が前記シリンダヘッド側冷却経路にラジエータ帰還経路を介して接続されて外気との熱交換を行なうラジエータと、前記ラジエータ経路と前記ラジエータ帰還経路とを短絡する第１のバイパス経路と、該第１のバイパス経路を流通する前記第１のバイパス冷却液を制御する第１の制御弁と、前記シリンダヘッド側冷却経路とは独立して形成されたシリンダブロック側冷却経路と、メインギャラリーに潤滑油（冷却オイル）を送給するオイルポンプと、を備える車両エンジンの冷却装置において、前記シリンダブロック側冷却経路は閉回路に構成され、第２のオイルポンプが配設されて第２の制御弁でシリンダブロック内を冷却オイルが循環するように制御されること、を特徴とする車両エンジンの冷却装置。A cylinder head side cooling path provided in a cylinder head of the vehicle engine, a water pump connected to the cylinder head side cooling path to supply cooling water, and one end connected to the water pump via a radiator path; A radiator having the other end connected to the cylinder head side cooling path via a radiator return path to perform heat exchange with outside air; a first bypass path for short-circuiting the radiator path and the radiator return path; A first control valve for controlling the first bypass coolant flowing through the first bypass passage; a cylinder block-side cooling passage formed independently of the cylinder head-side cooling passage; An oil pump for supplying (cooling oil), the cylinder block side The recirculation path is configured as a closed circuit, a second oil pump is provided, and control is performed by a second control valve so that cooling oil circulates in the cylinder block. .

前記冷却オイルはエンジンオイルであること、を特徴とする請求項１に記載の車両エンジンの冷却装置。The cooling device for a vehicle engine according to claim 1, wherein the cooling oil is engine oil.

前記第２のオイルポンプは車両エンジンの駆動力を利用するポンプであること、を特徴とする請求項１に記載の車両エンジンの冷却装置。The cooling device for a vehicle engine according to claim 1, wherein the second oil pump is a pump that uses a driving force of a vehicle engine.

前記第２のオイルポンプは電動ポンプであること、を特徴とする請求項３に記載の車両エンジンの冷却装置。The vehicle engine cooling device according to claim 3, wherein the second oil pump is an electric pump.

前記シリンダブロック側冷却経路に逆止弁を配設すること、を特徴とする請求項１に記載の車両エンジンの冷却装置。The vehicle engine cooling device according to claim 1, wherein a check valve is provided in the cylinder block side cooling path.

前記逆止弁は所定圧力で開弁し前記シリンダブロック側冷却経路を流動する前記冷却オイルを制御する圧力制御弁であること、を特徴とする請求項５に記載の車両エンジンの冷却装置。The vehicle engine cooling device according to claim 5, wherein the check valve is a pressure control valve that opens at a predetermined pressure and controls the cooling oil flowing through the cylinder block side cooling path.

前記オイルポンプと前記第２のオイルポンプを接続する経路の途中に迂回する第２のバイパス経路を形成し、該第２のバイパス経路を流動する第３の冷却液を制御する第３の制御弁が配設されるとともに、前記第２のバイパス経路内に熱交換器が配設されること、を特徴とする請求項１に記載の車両エンジンの冷却装置。A third control valve that forms a second bypass path in the middle of a path connecting the oil pump and the second oil pump, and controls a third coolant that flows through the second bypass path; The cooling device for a vehicle engine according to claim 1, wherein a heat exchanger is provided in the second bypass path.

前記熱交換器は、外気との熱交換を行なう空冷熱交換器であること、を特徴とする請求項７に記載の車両エンジンの冷却装置。The cooling system for a vehicle engine according to claim 7, wherein the heat exchanger is an air-cooled heat exchanger that exchanges heat with outside air.

前記熱交換器は、前記冷却水との熱交換を行なう油水熱交換器であること、を特徴とする請求項７に記載の車両エンジンの冷却装置。The vehicle engine cooling device according to claim 7, wherein the heat exchanger is an oil-water heat exchanger that performs heat exchange with the cooling water.

車両エンジンの暖機中には、前記第２の制御弁は前記冷却オイルが前記シリンダブロック側冷却経路内を循環するように制御されること、を特徴とする請求項１に記載の車両エンジンの冷却装置。2. The vehicle engine according to claim 1, wherein the second control valve is controlled so that the cooling oil circulates in the cylinder block side cooling path during warming up of the vehicle engine. 3. Cooling system.

車両エンジンの暖機後には、前記冷却オイルの液温が前記冷却水の水温より高い温度に設定されるように前記第２の制御弁が制御されること、を特徴とする請求項１および請求項７に記載の車両エンジンの冷却装置。The second control valve is controlled such that a liquid temperature of the cooling oil is set to a temperature higher than a water temperature of the cooling water after the vehicle engine is warmed up. Item 8. A vehicle engine cooling device according to item 7.