JP5505331B2 - 内燃機関冷却システム - Google Patents
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Description
内燃機関(10)の内部には、シリンダブロック(11)を冷却するための冷却水を流通させるブロック側流路(11a)、および、シリンダヘッド(12)を冷却するための冷却水を流通させるヘッド側流路(12a)が形成されており、ブロック側流路(11a)およびヘッド側流路(12a)へ冷却水を圧送する冷却水圧送手段(21)と、ブロック側流路(11a)およびヘッド側流路(12a)の少なくとも一方から流出した冷却水と送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器(31、31a、31b)と、ブロック側流路(11a)およびヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を外気と熱交換させて放熱させる放熱用熱交換器(24)と、ブロック側流路(11a)およびヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を加熱用熱交換器(31)および放熱用熱交換器(24)を迂回させて冷却水圧送手段(21)の吸入側へ導くバイパス通路(25)と、ブロック側流路(11a)を流通するブロック側冷却水流量(Qbk)およびヘッド側流路(12a)を流通するヘッド側冷却水流量(Qhd)の少なくとも一方を調整する流量調整手段(23、23a)とを備え、
内燃機関(10)の暖機時には、流量調整手段(23、23a)が、ヘッド側冷却水流量(Qhd)を、通常運転時のヘッド側冷却水流量(Qhd)以下の値に設定された第1上限値以下にするとともに、ブロック側冷却水流量(Qbk)を第1上限値以下の値に設定された第2上限値以下とし、ブロック側流路(11a)およびヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を主にバイパス通路(25)へ流入させる燃費優先モードで作動し、
内燃機関(10)の暖機時に、加熱用熱交換器(31)にて送風空気を加熱する暖房要求がなされた際には、流量調整手段(23、23a)が、ヘッド側冷却水流量(Qhd)を通常運転時のヘッド側冷却水流量(Qhd)以下で、かつ、第1上限値よりも高い値に設定された第3上限値以下とするととともに、ブロック側冷却水流量(Qbk)を第3上限値以下の値に設定された第4上限値以下とし、少なくともヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を加熱用熱交換器(31)へ流入させる暖房優先モードで作動することを特徴とする。
図1〜図6により、本発明の第1実施形態を説明する。図1、図2は、本実施形態の内燃機関冷却システム1の全体構成図である。本実施形態では、この内燃機関冷却システム1を、内燃機関(エンジン)10および走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る、いわゆるハイブリッド車両に適用している。従って、本実施形態の内燃機関冷却システム1は、ハイブリッド車両のエンジン10を冷却する機能を果たす。
本実施形態では、図7の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、ヘッド側バイパス通路27を開閉する開閉手段としての開閉弁27aを追加したものである。なお、図7では、本実施形態の燃費優先モードにおける冷却水の流れを実線矢印で示している。また、図7では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
本実施形態は、図8の全体構成図に示すように、第1実施形態に対して、ヘッド側流出ポート10cから合流部22へ至る冷却水通路に、ヘッド側流量調整弁23aを配置した例を説明する。なお、図8では、本実施形態の燃費優先モードにおける冷却水の流れを実線矢印で示している。このヘッド側流量調整弁23aの基本的構成は、第1実施形態の流量調整弁23(本実施形態では、ブロック側流量調整弁23と表記する)と同様である。
本実施形態では、エンジン10の作動状態に応じて、第1実施形態にて説明した第1〜第4上限値を変更する例を説明する。ここで、図9を用いてエンジン10の作動状態について説明する。なお、図9は、一般的なエンジンの回転数とトルクとの関係を示す性能特性図である。
本実施形態では、第1実施形態に対して、図12、図13の全体構成図に示すように、ヒータコア31として、第1熱交換部31aおよび第2熱交換部31bの2つの熱交換部を有するものを採用した例を説明する。なお、図12は、本実施形態の燃費優先モードにおける冷却水の流れを実線矢印で示し、図13は、本実施形態の暖房優先モードにおける冷却水の流れを実線矢印で示している。
本実施形態では、図14の全体構成図に示すように、第5実施形態に対して、ヘッド側バイパス通路27の第1熱交換部31aの上流側に、第2実施形態と同様の開閉弁27aを追加した例である。その他の構成および作動は、第5実施形態と同様である。
本実施形態では、図15の全体構成図に示すように、第5実施形態に対して、ヘッド側流出ポート10cから合流部22へ至る冷却水通路に、第3実施形態と同様のヘッド側流量調整弁23aを配置した例である。その他の構成および作動は、第5実施形態と同様である。
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
11 シリンダブロック
11a ブロック側流路
12 シリンダヘッド
12a ヘッド側流路
21 水ポンプ
23 流量調整弁(ブロック側流量調整弁)
23a ヘッド側流量調整弁
24 ラジエータ
25 バイパス通路
26 サーモスタット
31 ヒータコア
31a 第1熱交換部
31b 第2熱交換部
Claims (17)
- 冷却水を流通させることによって通常作動時の前記内燃機関(10)自体の温度を予め定めた所定温度範囲内となるように冷却するとともに、前記冷却水の少なくとも一部が空調対象空間へ送風される送風空気を加熱する熱源として用いられる内燃機関冷却システムであって、
前記内燃機関(10)の内部には、シリンダブロック(11)を冷却するための冷却水を流通させるブロック側流路(11a)、および、シリンダヘッド(12)を冷却するための冷却水を流通させるヘッド側流路(12a)が形成されており、
前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)へ冷却水を圧送する冷却水圧送手段(21)と、
前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)の少なくとも一方から流出した冷却水と前記送風空気とを熱交換させる加熱用熱交換器(31、31a、31b)と、
前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を外気と熱交換させて放熱させる放熱用熱交換器(24)と、
前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を前記加熱用熱交換器(31)および前記放熱用熱交換器(24)を迂回させて前記冷却水圧送手段(21)の吸入側へ導くバイパス通路(25)と、
前記ブロック側流路(11a)を流通するブロック側冷却水流量(Qbk)および前記ヘッド側流路(12a)を流通するヘッド側冷却水流量(Qhd)の少なくとも一方を調整する流量調整手段(23、23a)とを備え、
前記内燃機関(10)の暖機時には、
前記流量調整手段(23、23a)が、前記ヘッド側冷却水流量(Qhd)を、前記通常運転時のヘッド側冷却水流量(Qhd)以下の値に設定された第1上限値以下にするとともに、前記ブロック側冷却水流量(Qbk)を前記第1上限値以下の値に設定された第2上限値以下とし、前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を主にバイパス通路(25)へ流入させる燃費優先モードで作動し、
前記内燃機関(10)の暖機時に、前記加熱用熱交換器(31)にて前記送風空気を加熱する暖房要求がなされた際には、
前記流量調整手段(23、23a)が、前記ヘッド側冷却水流量(Qhd)を前記通常運転時のヘッド側冷却水流量(Qhd)以下で、かつ、前記第1上限値よりも高い値に設定された第3上限値以下とするととともに、前記ブロック側冷却水流量(Qbk)を前記第3上限値以下の値に設定された第4上限値以下とし、少なくとも前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水を前記加熱用熱交換器(31)へ流入させる暖房優先モードで作動することを特徴とする内燃機関冷却システム。 - 前記エンジン(10)自体の温度として、前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)のいずれか一方から流出した冷却水の温度(TWbk、TWhd)が用いられていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関冷却システム。
- 前記暖房優先モードでは、前記流量調整手段(23、23a)が、前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)のいずれか一方から流出した冷却水の温度(TWbk、TWhd)の上昇に伴って、前記第3上限値以下の範囲で前記ヘッド側冷却水流量(Qhd)を減少させることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関冷却システム。
- 前記暖房優先モードでは、前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水のヘッド側出口温度(TWhd)が、前記ブロック側流路(11a)から流出した冷却水のブロック側出口温度(TWbk)よりも低い温度となっていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記暖房優先モード時に、前記内燃機関(10)の作動状態が、前記内燃機関(10)の排気経路に接続されて前記内燃機関(10)の排気ガスを浄化する触媒の冷却を行うために噴射燃料の増量を必要とする作動状態となった際には、前記第3上限値を上昇させることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記暖房優先モードでは、前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水の双方を、前記放熱用熱交換器(24)へ流入させることなく前記加熱用熱交換器(31)へ流入させることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記燃費優先モードでは、前記流量調整手段(23、23a)が、前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)のいずれか一方から流出した冷却水の温度(TWbk、TWhd)の上昇に伴って、前記第1上限値の範囲内で、前記ヘッド側冷却水流量(Qhd)を増加させることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記燃費優先モードでは、前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水のヘッド側出口温度(TWhd)が、前記ブロック側流路(11a)から流出した冷却水のブロック側出口温度(TWbk)よりも低い温度となっていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記燃費優先モード時に、前記内燃機関(10)の作動状態が、前記内燃機関(10)の排気経路に接続されて前記内燃機関(10)の排気ガスを浄化する触媒の冷却を必要とする作動状態あるいは前記内燃機関(10)のノッキングを生じうる作動状態となった際に、前記第1上限値を上昇させることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記燃費優先モードでは、前記ブロック側流路(11a)および前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水の双方を、前記加熱用熱交換器(31)へ流入させることなく前記バイパス通路(25)へ流入させることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記加熱用熱交換器(31)は、前記ブロック側流路(11a)から流出した冷却水と前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水とを合流させた冷却水と前記送風風気とを熱交換させることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記加熱用熱交換器(31)は、前記送風空気と前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水とを熱交換させる第1熱交換部(31a)、および、前記第1熱交換部(31a)を通過した送風空気と前記ブロック側流路(11a)から流出した冷却水とを熱交換させる第2熱交換部(31b)を有していることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記流量調整手段は、前記ブロック側流路(11a)から流出した冷却水のうち、前記バイパス通路(25)側へ流出させる冷却水流量と前記加熱用熱交換器(31)側へ流出させる冷却水流量とを調整する流量調整弁(23)によって構成されていることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記流量調整手段は、前記ヘッド側流路(12a)から流出した冷却水のうち、前記バイパス通路(25)側へ流出させる冷却水流量と前記加熱用熱交換器(31)側へ流出させる冷却水流量とを調整する流量調整弁(23a)によって構成されていることを特徴とする請求項1ないし13のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- ユーザの操作によって、前記送風空気を加熱することを要求する暖房要求入力手段を備え、
前記暖房要求がなされた際とは、前記暖房要求入力手段によって前記送風空気を加熱することが要求された際であることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。 - 前記暖房要求がなされた際とは、外気温(Tam)が予め定めた基準外気温以下となっている際であることを特徴とする請求項1ないし15のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
- 前記暖房要求がなされた際とは、前記空調対象空間内の内気温が予め定めた基準内気温以下となっている際であることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1つに記載の内燃機関冷却システム。
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