WO2022004115A1 - 冷却システム - Google Patents

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WO2022004115A1
WO2022004115A1 PCT/JP2021/016994 JP2021016994W WO2022004115A1 WO 2022004115 A1 WO2022004115 A1 WO 2022004115A1 JP 2021016994 W JP2021016994 W JP 2021016994W WO 2022004115 A1 WO2022004115 A1 WO 2022004115A1
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WO
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thermostat
coolant
passage
internal combustion
combustion engine
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Application number
PCT/JP2021/016994
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩 須田
Original Assignee
日本サーモスタット株式会社
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Publication date
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Priority to US18/011,392 priority patent/US11795861B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/161—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by bypassing pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16—Outlet manifold

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system for an internal combustion engine.
  • the coolant for cooling the internal combustion engine is a radiator, a heating heat exchanger, an AT (automatic transmission) / CVT (stepless transmission), an EGR (exhaust gas recirculation), etc. It is equipped with an electric valve for distribution to the device.
  • an electric valve with a thermo valve (thermostat valve) equipped with a safety function is used to prevent the coolant from circulating to the radiator and overheating at the time of failure (failure). Used.
  • Patent Document 1 discloses a cooling system using this electric valve with a thermo valve.
  • the cooling system using the electric valve with a thermo valve described in Patent Document 1 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the electric valve 51 with a thermo valve is arranged on the side of the cylinder head CH of the internal combustion engine ENG.
  • the coolant pressurized by the water pump WP and passing through the cylinder head CH is passed through the first to third pipes L1 to L3, and the heating heat exchanger HT and the oil cooler are used. It distributes to the OC and the radiator RAD side, respectively, and controls each flow rate.
  • the electric valve 51 with a thermo valve is housed in a speed reducer housed in a speed reducer accommodating unit 52, a valve body housed in a valve body accommodating unit 53, and a motor accommodating unit 54. It is equipped with an electric motor. Then, the rotation of the electric motor is decelerated by the speed reducer, and the valve body is rotated (operated) by the rotation shaft connected to the speed reducer.
  • the electric motor is controlled by an electronic control unit (ECU) mounted on the vehicle, and the valve body is rotationally controlled via a speed reducer according to the vehicle state.
  • ECU electronice control unit
  • the first communication port E1 of the electric valve 51 with a thermo valve shown in FIG. 5 is connected to the first pipe L1 shown in FIG. 4 and communicates with the heating heat exchanger HT. Further, the second communication port E2 is connected to the second pipe L2 and communicates with the oil cooler OC. The third communication port E3 is connected to the third pipe L3 and communicates with the radiator RAD.
  • the third communication port E3 has the valve body accommodating portion 53 and the third communication port E3 when the valve body cannot be driven due to a failure or the like, or when a predetermined pressure or a predetermined temperature is reached.
  • a thermo valve is provided as a fail-safe mechanism that enables communication with. The thermo valve as a fail-safe mechanism opens when the coolant temperature becomes high at the time of fail, secures a coolant supply path for the radiator RAD, and prevents overheating of the internal combustion engine ENG.
  • a thermostat may be used to open and close a passage of a coolant.
  • a thermostat provided with a jiggle valve for bleeding air described in Patent Document 2 is generally used.
  • the coolant passage is opened according to the temperature of the coolant, while even when the thermostat is closed, the air bleeding jiggle valve is used in the coolant flow path. It works as if the air escapes.
  • the electric valve is roughly divided into a cooling function for cooling an internal combustion engine, a heating heat exchanger, an AT (automatic transmission) / CVT (stepless transmission), and an EGR (exhaust gas recirculation). It has a function to distribute to each device such as gas recirculation), and since both the thermo valve and the electric valve as a fail-safe mechanism are integrally provided, the size is increased and the vehicle can be mounted easily. There was a problem that it was bad and the cost was high. As one method to solve this problem, it is conceivable to configure an electric valve with a thermo valve according to three functions.
  • the function of cooling the internal combustion engine and the function as a fail-safe mechanism in the event of an electric valve failure are concentrated on the conventional WAX thermostat, and the function of the electric valve is limited to distributing the coolant to each device.
  • the size can be reduced, the mountability of the vehicle can be improved, and the cost can be reduced.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to improve the mountability, to remove air from the coolant flow path, to quickly raise the coolant temperature during warming up, and to promptly raise the coolant temperature. It is an object of the present invention to provide a cooling system capable of quickly lowering the coolant temperature when knocking occurs and suppressing knocking at an early stage.
  • the cooling system according to the present invention made to solve the above problems includes an internal combustion engine, a radiator that releases heat from a coolant for cooling the internal combustion engine, and one or more heat exchangers other than the radiator.
  • a main passage that circulates the coolant between the internal combustion engine and the radiator, a thermostat that includes a temperature sensing unit that senses the temperature of the coolant and opens and closes the main passage according to the temperature of the coolant, and the temperature.
  • an electric valve for opening and closing the sub-passage and the thermostat bypass path.
  • the main passage can be opened and closed by a thermostat, the coolant via the radiator can be circulated to the internal combustion engine, and the circulation of the coolant via the radiator to the internal combustion engine can be stopped.
  • the electric valve opens and closes a sub-passage for circulating coolant between the internal combustion engine and the heat exchanger and a thermostat bypass path (thermostat detour), whereby the coolant via the radiator bypasses the thermostat. Or the distribution of the coolant supplied to the heat exchanger may change.
  • the heat exchanger is, for example, a coolant for a heating heat exchanger, an ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or a CVT (continuously variable transmission) oil warmer), an EGR (Exhaust Gas Recirculation), a throttle body, or the like.
  • ATF Automatic transmission fluid
  • CVT continuously variable transmission
  • EGR exhaust Gas Recirculation
  • throttle body a throttle body, or the like.
  • bypassing the thermostat means bypassing (avoiding) the portion opened and closed by the valve body of the thermostat.
  • the thermostat opens and closes the main passage according to the temperature of the coolant, the coolant can circulate the internal combustion engine via the radiator, and the circulation of the coolant via the radiator to the internal combustion engine is stopped. Therefore, it is not necessary to provide a thermo valve as a fail-safe mechanism in the electric valve. That is, even when the electric valve fails, the thermostat opens and closes the main passage, so that overheating of the internal combustion engine ENG is prevented. As a result, the thermo valve can be eliminated from the electric valve. Further, the electric valve can be miniaturized because it is only necessary to open and close the sub-passage and the thermostat bypass path. When the electric valve becomes smaller, the mountability is improved and the cost can be reduced.
  • the miniaturized motorized valve does not need to be placed around the water pump of the engine, and can be placed anywhere in the middle of the thermostat bypass path and the sub-passage.
  • the electric valve opens and closes the thermostat bypass path that bypasses the thermostat. Therefore, even if the jiggle pin is abolished from the thermostat, the air in the coolant flow path is released through the thermostat bypass path by opening the thermostat bypass path with the electric valve. That is, according to the above configuration, since the jiggle pin can be eliminated from the thermostat, leakage of the coolant from the jiggle pin portion can be prevented. As a result, the coolant temperature can be quickly raised at the time of warming up, the cooling liquid can be warmed up quickly, and the coolant temperature can be quickly lowered at the time of knocking, so that knocking can be suppressed at an early stage.
  • the thermostat of the cooling system may include a heater for heating the temperature sensing unit.
  • the thermostat can be stably maintained in an open state by heating the temperature sensing unit (temperature sensing unit) with a heater.
  • the temperature of the coolant can be maintained at a low temperature even during high-load driving.
  • the electric valve may open the thermostat bypass path when the ignition switch for starting the internal combustion engine is OFF. In this way, when the ignition switch is turned off and the internal combustion engine is stopped, the air in the coolant flow path escapes through the thermostat bypass path. Therefore, for example, before the temperature of the coolant reaches the valve opening temperature of the thermostat. Even if the internal combustion engine is stopped, the air in the coolant flow path can be evacuated.
  • the cooling system includes a control device for controlling the opening and closing of the electric valve, and when the control device determines that the internal combustion engine is warming up, the electric valve is used for the subpassage.
  • the thermostat bypass path is closed and it is determined that the warm-up operation is completed, the thermostat bypass path is closed by the electric valve and the sub-passage is opened, and when it is determined that knocking has occurred, the warm-up operation is performed.
  • the thermostat bypass path may be opened by the electric valve even when it is determined that the operation has been completed. In this way, during warm-up operation of the internal combustion engine where the temperature of the coolant is low, the main passage is closed by the thermostat, and the sub passage and the thermostat bypass path are closed by the electric valve.
  • the flow stops the coolant temperature rises quickly, and warming up can be done quickly. Further, when the warm-up operation is completed, the sub-passage is opened, so that the thermostat can detect the temperature of the coolant, and the thermostat can be opened. Further, when knocking occurs, the thermostat bypass path is opened, so that the coolant temperature can be rapidly lowered and knocking can be suppressed at an early stage.
  • the mountability can be improved, the air in the coolant flow path can be evacuated, the coolant temperature can be quickly raised at the time of warming up, the cooling liquid can be quickly warmed up, and the cooling liquid can be knocked. It is possible to obtain a cooling system and a control method thereof capable of rapidly lowering the temperature and suppressing knocking at an early stage.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a cooling system according to the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the thermostat used for the cooling system of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a cooling system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional cooling system. It is a perspective view which shows the electric valve used in the cooling system of FIG.
  • the cooling system 1 cools the internal combustion engine 2 and heats the cooling liquid circulating between the water jacket 2a of the internal combustion engine 2 and the radiator 3 to the heating heat exchanger 4.
  • ATF Automatic transmission fluid
  • CVT stepless transmission
  • EGR exhaust Gas Recirculation
  • other devices heat exchangers
  • this coolant is individually circulated in each device. It is used for.
  • each of the above devices (heat exchanger) is an example and can also be used as a throttle body.
  • This cooling system 1 is a room (second) in which a thermostat 7 that opens and closes a main passage L1 that circulates a coolant between the water jacket 2a of the internal combustion engine 2 and the radiator 3 and a temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 are housed.
  • It includes a sub-passage L2 that circulates the cooling liquid between heat exchangers other than the radiator 3, and an electric valve 8 that opens and closes the sub-passage L2 to change the distribution of the cooling liquid supplied to each heat exchanger.
  • the electric valve 8 opens and closes a thermostat bypass path (thermostat detour) L3 that bypasses the thermostat 7, and when the electric valve 8 opens the thermostat bypass path L3, the internal combustion engine 2 and the radiator 3 are connected. Be communicated.
  • the coolant that cools the internal combustion engine 2 can circulate between the internal combustion engine 2 and the radiator 3 without passing through the thermostat 7.
  • the cooling system 1 will be described in detail.
  • the cooling system 1 includes a main passage L1 for circulating a cooling liquid between the internal combustion engine 2 and the radiator 3.
  • the main passage L1 includes a first main passage L1a, a second main passage L1b, and a third main passage L1c.
  • the first main passage L1a connects the coolant outlet of the water jacket 2a of the internal combustion engine 2 and the coolant inlet of the radiator 3, and the second main passage L1b connects the coolant outlet of the radiator 3 and the thermostat 7.
  • the third main passage L1c connects the thermostat 7 and the suction port of the water pump 9.
  • the coolant sucked from the third main passage L1c and discharged from the water pump 9 is sent to the water jacket 2a.
  • the coolant flows through the main passage L1 via the internal combustion engine 2 and the radiator 3.
  • the thermostat 7 opens and closes the connection portion between the second main passage L1b and the third main passage L1c in the main passage L1 according to the temperature of the coolant.
  • the cooling system 1 is between the internal combustion engine 2 and the heating heat exchanger 4, the ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and the EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6.
  • a sub-passage L2 for circulating the coolant is provided.
  • the sub-passage L2 includes a first sub-passage L2a, a second sub-passage L2b, a third sub-passage L2c, and a fourth sub-passage L2d.
  • the first sub-passage L2a includes a coolant outlet of a water jacket 2a, a heating heat exchanger 4, an ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or a CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and an EGR (Exhaust Gas Recirculation). Connect with each heat exchanger such as 6.
  • the second sub-passage L2b connects each heat exchanger and the electric valve 8
  • the third sub-passage L2c is a room in which the electric valve 8 and the temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 are arranged (described later). Connect with the second room 7b).
  • the fourth sub-passage L2d connects the second chamber 7b and the suction port of the water pump 9.
  • the fourth sub-passage L2d and the third main passage L1c share a pipeline. That is, the third main passage L1c is also connected to the second chamber 7b in which the temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 is arranged.
  • the thermostat 7 senses the temperature around the temperature sensing unit 7B8 in the second chamber 7b to allow or block communication between the second main passage L1b and the third main passage L1c.
  • the electric valve 8 leads to each heat exchanger such as a heating heat exchanger 4, an ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or a CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and an EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6.
  • the second sub-passage L2b is opened and closed, whereby the distribution of the cooling liquid supplied to each heat exchanger is changed.
  • the cooling system 1 includes a thermostat bypass path L3 that bypasses the thermostat 7 and circulates a coolant between the internal combustion engine 2 and the radiator 3.
  • the thermostat bypass path L3 includes an upstream passage L3a connecting the middle of the second main passage L1b and the electric valve 8, and a downstream passage L3b connecting the middle of the electric valve 8 and the third main passage L1c.
  • the second main passage L1b is connected to the radiator 3, and the third main passage L1c is connected to the water pump 9. Therefore, even when the thermostat 7 closes the main passage L1, when the electric valve 8 opens the thermostat bypass path L3, the coolant flowing out from the water jacket 2a is the first main passage L1a, the radiator 3, and the first. It goes to the water pump 9 through the second main passage L1b, the thermostat bypass path L3, and the third main passage L1c.
  • thermostat As shown in FIG. 1, the thermostat 7 is housed in the housing 7A.
  • the inside of the housing 7A is divided into two chambers 7a and 7b by the valve body 7B1 of the thermostat 7, which will be described later. Assuming that one of these two rooms is the first room 7a and the other room is the second room 7b, the second main passage L1b is connected to the first room 7a, and the second room ( The third main passage L1c is connected to the room) 7b.
  • the thermostat 7 includes a thermo element 7B2 as a temperature-sensitive operating body, a valve body 7B1 driven by the thermo element 7B2 to take off and sit on the valve seat 7B3, and open and close the main passage L1. It is provided with a spring 7B4 as an urging member for urging the body 7B1 in the direction of constantly closing the valve (direction of seating on the valve seat 7B3), and a tubular holder 7B9 into which the cooling liquid from the third auxiliary passage L2c flows. ing.
  • thermoelement 7B2 advances and retreats while being guided by the piston guide 7B5 and the piston guide 7B5, and at the same time, expands and contracts with the piston 7B7 whose tip engages with the piston receiver 7B6 and moves forward and backward with the piston 7B7. It is provided with a temperature sensing unit (temperature sensing unit) 7B8 containing wax as a thermal expander.
  • the holder 7B9 is arranged on the outer periphery of the temperature sensing unit 7B8, and the cooling liquid from the third sub-passage L2c to the fourth sub-passage L2d passes through the inside of the holder 7B9 and the hole 7B10 of the holder 7B9.
  • the thermostat may include a sub-valve body that opens and closes the sub-passage L2 in addition to the valve body 7B1.
  • the valve seat 7B3 is formed on the frame 7C including the piston receiver 7B6 of the thermostat 7, but the housing 7A functions as the frame 7C, and the valve seat 7B3 is formed on the housing 7A. You may have. Further, the holder 7B9 may be integrally provided in the housing 7A.
  • the electric valve 8 As the electric valve 8, a commonly used one can be applied. For example, a valve obtained by removing the thermo valve as a fail-safe mechanism from the electric valve shown in Patent Document 1 may be used. Hereinafter, an example of the electric valve 8 will be described.
  • the electric valve 8 includes a speed reducer housed in the speed reducer accommodating portion, a valve body accommodated in the valve body accommodating portion, and an electric motor housed in the motor accommodating portion. Then, the rotation of the electric motor is decelerated by the speed reducer, and the valve body is rotated (operated) by the rotation shaft connected to the speed reducer.
  • the electric motor is controlled by a control device (ECU) mounted on the vehicle, and the valve body is rotationally controlled via a speed reducer according to the vehicle state.
  • ECU control device
  • the valve body of the electric valve 8 is not limited to the rotary type valve body, and may be a spool type valve body that moves linearly. It is also possible to open and close the valve directly using a solenoid valve.
  • the opening and closing of the second sub-passage L2b is performed by opening and closing the electric valve 8 by the driver's choice and by electronic control based on information from various sensors provided in the vehicle.
  • the cooling liquid is supplied to the heating heat exchanger 4, the ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and the EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6, and is put into a non-supply state. ..
  • the thermostat bypass path L3 is opened and closed by the electric valve 8 by electronic control based on information from various sensors provided in the vehicle according to the state of the internal combustion engine and the temperature of the coolant. Further, when the ignition for starting the internal combustion engine 2 is turned off and the internal combustion engine is stopped, the electric valve 8 is in a non-energized state. In such a non-energized state, the electric valve 8 is set to open the thermostat bypass path L3. By doing so, even if the temperature of the coolant is low and the thermostat 7 is closed, the air in the coolant flow path escapes through the thermostat bypass path L3. Therefore, it is not necessary to provide the thermostat 7 with a jiggle pin for bleeding air, and the thermostat 7 omits the jiggle pin. That is, even when the thermostat 7 not provided with the jiggle valve for bleeding air is used, the air in the coolant flow path can be bleeded.
  • the control device determines whether or not various electric devices such as the electric valve 8 are normal, and then the internal combustion engine 2 is started and the warm-up operation is started. Further, when the control device determines that the warm-up operation is in progress, the electric valve 8 closes the sub-passage L2 and outputs a command to close the thermostat bypass path L3. The determination as to whether or not the warm-up operation is performed may be made based on the temperature of the coolant detected by the temperature sensor, or may be made based on the time from the start of the internal combustion engine 2. As a result, during the warm-up operation, the electric valve 8 cuts off the communication between the sub-passage L2 and the thermostat bypass path L3.
  • thermoval 7 is not provided with a jiggle pin, and the cold coolant that has passed through the radiator 3 does not leak from this portion, so that the temperature of the coolant rises rapidly and the air is quickly warmed up.
  • the electric valve 8 outputs a command to close the thermostat bypass path L3, and heat exchange for heating according to the temperature of the coolant.
  • the second sub-passage L2b connected to each heat exchanger such as a vessel 4, an ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and an EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6.
  • the coolant warmed by the internal combustion engine 2 reaches the temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 through the sub-passage L2, and the thermostat 7 can sense the temperature of the warmed coolant.
  • the thermostat 7 opens the main passage L1, and the cooled coolant via the radiator 3 is supplied to the internal combustion engine 2 through the main passage L1.
  • a command is output so that the electric valve opens the second sub-passage L2b leading to the heating heat exchanger 4. Is also good.
  • the electric valve 8 when the control device determines that knocking has occurred, even if it is determined that the warm-up operation is completed, the electric valve 8 outputs a command to open the thermostat bypass passage L3.
  • the determination as to whether or not knocking has occurred may be made based on the information from the knocking sensor or may be based on the information detected by another sensor. Knocking occurs when the temperature of the coolant becomes high. Therefore, the thermostat 7 opens the main passage L1, but the electric valve 8 further opens the thermostat bypass path L3, so that the coolant temperature can be rapidly lowered and knocking can be suppressed at an early stage. Further, when the control device determines that knocking has occurred, the electric valve 8 may open the thermostat bypass path L3 and output a command to bind the sub-passage L2. By doing so, the flow rate of the coolant flowing to the radiator 3 increases, so that knocking can be suppressed earlier.
  • an electronically controlled thermostat having a heater for heating the temperature sensing unit 7B8 in the thermoelement 7B2 may be used.
  • the valve body 7B1 of the thermostat 7 is used. Moves in the closing direction, and the flow rate of the coolant passing through the main passage L1 decreases.
  • the electronically controlled thermostat is used, the temperature sensing unit 7B8 can be heated by the heater to maintain the thermostat in the opened state. As a result, the temperature of the coolant can be maintained at a low temperature even in a running mode in which a continuous high load such as climbing a slope continues.
  • thermostat 7 In the first embodiment, the case where the thermostat 7 is provided on the coolant inlet side of the internal combustion engine has been described, but as shown in FIG. 3, the thermostat 7 may be provided on the outlet side of the internal combustion engine 2.
  • the same or corresponding members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the main passage L11 for circulating the cooling liquid between the internal combustion engine 2 and the radiator 3 is the first main passage L11a and the second main passage L11b.
  • a third main passage L11c is provided.
  • the first main passage L11a connects the coolant outlet of the water jacket 2a of the internal combustion engine 2 and the thermostat 7, and the second main passage L11b connects the thermostat 7 and the coolant inlet of the radiator 3, and the third main passage.
  • the passage L11c connects the coolant outlet of the radiator 3 and the suction port of the water pump 9. Then, the coolant sucked from the third main passage L11c and projected from the water pump 9 is sent to the water jacket 2a.
  • the coolant flows through the main passage L11 via the internal combustion engine 2 and the radiator 3.
  • the thermostat 7 opens and closes the connection portion between the first main passage L11a and the second main passage L11b in the main passage L11 according to the temperature of the coolant.
  • the cooling system 10 is between the internal combustion engine 2 and the heating heat exchanger 4, the ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and the EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6.
  • a sub-passage L12 for circulating the coolant is provided.
  • the sub-passage L12 includes a first sub-passage L12a, a second sub-passage L12b, a third sub-passage L12c, and a fourth sub-passage L12d.
  • the first sub-passage L12a connects the coolant outlet of the water jacket 2a and the second chamber 7b in which the temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 is arranged.
  • the second sub-passage L12b connects the second chamber 7b in which the temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 is arranged and the electric valve 8.
  • the third sub-passage L12c includes an electric valve 8, a heating heat exchanger 4, an ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or a CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6, and the like. Connect with the heat exchanger.
  • the fourth sub-passage L12d connects each of the heat exchangers to the suction port of the water pump 9.
  • the first sub-passage L12a shares a pipeline with the first main passage L11a.
  • the first main passage L11a is also connected to the second chamber 7b in which the temperature sensing unit 7B8 of the thermostat 7 is arranged.
  • the thermostat 7 senses the temperature around the temperature sensing unit 7B8 in the second chamber 7b to allow or block communication between the first main passage L11a and the second main passage L11b.
  • the electric valve 8 leads to each heat exchanger such as a heating heat exchanger 4, an ATF (Automatic transmission fluid) warmer (or a CVT (continuously variable transmission) oil warmer) 5, and an EGR (Exhaust Gas Recirculation) 6.
  • the third sub-passage L12c is opened and closed, whereby the distribution of the cooling liquid supplied to each heat exchanger is changed.
  • the cooling system 10 includes a thermostat bypass path L13 that bypasses the thermostat 7 and circulates the coolant between the internal combustion engine 2 and the radiator 3.
  • the thermostat bypass path L13 connects the electric valve 8 and the middle of the second main passage L11b. Then, even when the thermostat 7 closes the main passage L11, when the electric valve 8 opens the thermostat bypass path L3, the coolant flowing out from the water jacket 2a is discharged from the first main passage L11a and the second sub passage L12b. , Thermostat bypass path L13, second main passage L11b, radiator 3, third main passage L11c to the water pump 9.
  • the coolant for cooling the internal combustion engine 2 goes through the thermostat 7 and detours.
  • the air in the coolant can be evacuated, the temperature of the coolant can be raised quickly at the time of warming up, the cooling liquid can be quickly warmed up, and knocking occurs.
  • the coolant temperature can be rapidly lowered to suppress knocking at an early stage, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • Cooling system 1,10 Cooling system 2 Internal combustion engine 3 Radiator 4 Heating heat exchanger (heat exchanger) 5 ATF warmer or CVT oil warmer (heat exchanger) 6 EGR (heat exchanger) 7 Thermostat 7A Housing 7a First room 7b Second room (room) 8 Electric valve 9 Water pump L1, L11 Main passage L2, L12 Sub passage L3, L13 Thermostat bypass path

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Abstract

冷却液流路中の空気を抜くこと、暖気時に冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖気すること、またノッキング発生時に冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制することができる冷却システム及びその制御方法を提供する。冷却システム１は、内燃機関２とラジエータ３との間で冷却液を循環させる主通路Ｌ１（Ｌ１ａ～Ｌ１ｃ）と、内燃機関と熱交換器４、５、６との間で冷却液を循環させる副通路Ｌ２（Ｌ２ａ～Ｌ２ｃ）と、冷却液の温度に応じて主通路Ｌ１を開閉するサーモスタット７と、サーモスタットを迂回して内燃機関とラジエータとを連通するサーモスタットバイパス路Ｌ３（Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ）と、副通路とサーモスタットバイパス路を開閉する電動弁８と、を備える。

Description

冷却システム
　本発明は内燃機関の冷却システムに関する。
　従来の内燃機関の冷却システムは、内燃機関を冷却する冷却液を、ラジエータ、暖房熱交換器、ＡＴ（自動変速機）／ＣＶＴ（無段階変速機）、ＥＧＲ（排出ガス再循環）等の各装置へ分配するために、電動弁を備えている。
　この電動弁としては、フェール（fail）時（故障発生時）に、冷却液がラジエータへ循環しなくなり、オーバーヒートするのを防止するため、安全機能を備えたサーモバルブ（サーモスタットバルブ）付き電動弁が用いられる。
　例えば、特許文献１には、このサーモバルブ付き電動弁を用いた冷却システムが示されている。この特許文献1に記載されたサーモバルブ付き電動弁を用いた冷却システムについて、図４、図５に基づいて説明する。
　図４に示すように、自動車用冷却液の循環システム（冷却システム）５０にあっては、サーモバルブ付き電動弁５１が内燃機関ＥＮＧのシリンダヘッドＣＨの側部に配置される。
　そして、このサーモバルブ付き電動弁５１は、ウォータポンプＷＰによって加圧されシリンダヘッドＣＨ内を通過した冷却液を、第１から第３配管Ｌ１～Ｌ３を介して、暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＡＤ側へと夫々分配すると共に、その各流量を制御する。
　このサーモバルブ付き電動弁５１は、図５に示すように、減速機収容部５２に収容された減速機と、弁体収容部５３に収容された弁体と、モータ収容部５４に収納された電動モータとを備えている。そして、前記電動モータの回転を減速機によって減速し、減速機に接続された回転軸によって、弁体が回転（動作）するように構成されている。前記電動モータは、車両に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）によって制御され、車両状態に応じて、減速機を介して、弁体を回転制御する。
　図５に示す前記サーモバルブ付き電動弁５１の第１連通口Ｅ１は、図４に示す第１配管Ｌ１に接続され、暖房熱交換器ＨＴと連通する。また第２連通口Ｅ２は第２配管Ｌ２に接続され、オイルクーラＯＣと連通する。第３連通口Ｅ３は第３配管Ｌ３に接続され、ラジエータＲＡＤと連通する。
　また、図示しないが、前記第３連通口Ｅ３には、故障などにより弁体を駆動できない場合や、所定の圧力あるいは所定の温度に達した場合に、弁体収容部５３と第３連通口Ｅ３とを連通可能とする、フェールセーフ機構としてのサーモバルブが設けられている。
　フェールセーフ機構としてのサーモバルブは、フェール（fail）時に、冷却液温度が高温になると開き、ラジエータＲＡＤに対する冷却液の供給路を確保し、内燃機関ＥＮＧのオーバーヒートを防止する。
　また、従来の内燃機関の冷却システムにおいて、冷却液の通路の開閉に、サーモスタットが用いられる場合がある。サーモスタットとしては、一般的には、特許文献２に記載される空気抜用のジグルバルブを備えたサーモスタットが用いられる。
　この空気抜用のジグルバルブを備えたサーモスタットでは、冷却液の温度に応じて、冷却液の通路を開き、一方サーモスタットが閉じた状態であっても、空気抜用のジグルバルブから冷却液流路中の空気が抜けるように動作する。
特開２０１７－１３３６２２号公報 実開昭５３－１４６８２７号公報
　ところで、前記サーモバルブ付き電動弁の場合、電動弁は大きく分けて内燃機関を冷却する冷却する機能と、暖房熱交換器、ＡＴ（自動変速機）／ＣＶＴ（無段階変速機）、ＥＧＲ（排出ガス再循環）等の各装置へ分配する機能を有しており、更に、フェールセーフ機構としてのサーモバルブと電動弁の両方が一体化して設けられているため、大型化し、車両の搭載性が悪く、また高コストであるという課題があった。
　この課題を解決する一つの方法として、サーモバルブ付き電動弁を三つの機能別に構成することが考えられる。この場合、内燃機関を冷却する機能と電動弁故障時のフェールセーフ機構としての機能については、従来のＷＡＸ式サーモスタットに集約し、電動弁の機能は各装置へ冷却液を分配することに絞ることにより、小型化でき、車両の搭載性を改善でき、コストの低減も図られる。
　また、従来の電動弁を用いた車両においては内燃機関の暖機時間を短縮して燃費を向上させるため、内燃機関を始動した直後の一定時間はラジエータを経由する冷却液の流量を絞っている。しかしながら、従来のサーモスタットを利用する場合には、冷却液流路中の空気を抜くために、空気抜用のジグルバルブを備えたサーモスタット（サーモバルブ）を用いる必要がある。
　この空気抜用のジグルバルブは冷却液の圧力によって閉じる仕組みであり、この空気抜用のジグルバルブを備えたサーモスタットを用いた場合、サーモスタットが閉じた状態であっても、空気抜用のジグルバルブから冷却液が漏れるため、暖気時に冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖機することが困難になる。また、従来の電動弁は、瞬時に冷却液の温度を希望の温度に変更することができるものの、その機能を分離して従来のサーモスタットを利用した場合、電動弁よりも応答遅れが発生するため、ノッキング発生時に冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制することが困難になるという、新たな課題が生ずる。
　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、搭載性を良好にできるとともに、冷却液流路中の空気を抜くことができ、暖気時に冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖気すること、またノッキング発生時に冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制することができる冷却システムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明にかかる冷却システムは、内燃機関と、前記内燃機関を冷却するための冷却液から熱を放出させるラジエータと、前記ラジエータ以外の一以上の熱交換器と、前記内燃機関とラジエータとの間で冷却液を循環させる主通路と、冷却液の温度を感知する温度感知部を含んで冷却液の温度に応じて前記主通路を開閉するサーモスタットと、前記温度感知部が配置される部屋を介して前記内燃機関と前記熱交換器との間で冷却液を循環させる副通路と、前記サーモスタットを迂回して前記内燃機関と前記ラジエータとを連通するサーモスタットバイパス路と、前記副通路と前記サーモスタットバイパス路を開閉する電動弁と、を備えることを特徴とする。
　本発明の冷却システムにあっては、サーモスタットで主通路の開閉を行い、ラジエータを経由した冷却液を内燃機関に循環でき、またラジエータを経由した冷却液の内燃機関への循環を停止できる。また、前記電動弁で、内燃機関と熱交換器との間で冷却液を循環させる副通路とサーモスタットバイパス路（サーモスタット迂回路）の開閉を行い、これによって、ラジエータ経由の冷却液がサーモスタットを迂回したり、熱交換器へ供給される冷却液の配分が変わったりする。
　尚、熱交換機は、例えば、暖房熱交換器、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）、スロットルボディ（throttle body）等の冷却液が供給される装置をいう。また、サーモスタットを迂回するとは、サーモスタットの弁体で開閉される部分を迂回する（避ける）ことを意味する。
　上記構成によれば、冷却液の温度に応じてサーモスタットが主通路を開閉し、冷却液がラジエータを経由して内燃機関を循環でき、またラジエータを経由した冷却液の内燃機関への循環を停止できるので、電動弁にフェールセーフ機構としてのサーモバルブを設ける必要がない。即ち、電動弁のフェール（fail）時にも、前記サーモスタットが主通路を開閉が行われるため、内燃機関ＥＮＧのオーバーヒート等が防止される。
　これにより、電動弁からサーモバルブを廃することができる。さらに、電動弁は、副通路、サーモスタットバイパス路のみを開閉できればよいため小型化できる。そして、電動弁が小型になると、搭載性が向上し、コストを低減できる。
　より詳しくは、小型化された電動弁は、エンジンのウォータポンプ周辺に配置する必要がなくなり、サーモスタットバイパス路及び副通路の途中であればどこでも配置可能である。
　しかも、電動弁は、サーモスタットを迂回するサーモスタットバイパス路を開閉する。このため、サーモスタットからジグルピンを廃しても、電動弁でサーモスタットバイパス路を開くことにより、このサーモスタットバイパス路を通じて冷却液流路中の空気を抜ける。
　つまり、上記構成によれば、サーモスタットからジグルピンを廃することができるので、このジグルピン部分からの冷却液の漏れを防止できる。これにより、暖気時に冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖気でき、またノッキング発生時に冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制できる。
　また、本発明に係る冷却システムの前記サーモスタットが、前記温度感知部を加熱するヒータを含んでいても良い。
　このようにすると、例えば、登坂走行等連続した高負荷が続く高負荷走行時において、ヒータで温度感知部（感温部）を加熱することにより、サーモスタットを開いた状態に安定的に維持できるので、高負荷走行時においても冷却液の温度を低温に維持できる。
　また、本発明に係る冷却システムにおいて、前記内燃機関を始動するイグニッションスイッチがＯＦＦの場合に、前記電動弁が前記サーモスタットバイパス路を開いても良い。
　このようにすると、イグニッションスイッチをＯＦＦにし、内燃機関を停止した状態において、前記サーモスタットバイパス路を通じて冷却液流路内の空気を抜けるので、例えば、冷却液の温度がサーモスタットの開弁温度に達する前に内燃機関が停止したとしても、冷却液流路内の空気抜きが可能となる。
　また、本発明に係る冷却システムは、前記電動弁を開閉制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記内燃機関が暖機運転していると判断した場合に、前記電動弁で前記副通路及び前記サーモスタットバイパス路を閉じ、前記暖機運転が終了したと判断した場合に、前記電動弁で前記サーモスタットバイパス路を閉じるとともに前記副通路を開き、ノッキング発生と判断した場合に、前記暖機運転が終了していると判断している場合であっても、前記電動弁で前記サーモスタットバイパス路を開くように構成してもよい。
　このようにすると、冷却液の温度の低い内燃機関の暖機運転時には、主通路がサーモスタットで閉じられるとともに、副通路及びサーモスタットバイパス路が電動弁で閉じられるので、冷却システムにおける冷却液流路の流れが止まり、冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖気できる。また、暖機運転が終了した場合には、副通路が開くので、サーモスタットが冷却液の温度を感知できるようになり、サーモスタットが開弁可能となる。また、ノッキング発生時は、サーモスタットバイパス路が開くので、冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制できる。
　本発明によれば、搭載性を良好にできるとともに、冷却液流路中の空気を抜くことができ、暖気時に冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖気すること、またノッキング発生時に冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制することができる冷却システム及びその制御方法を得ることができる。
図１は本発明にかかる第一の実施形態の冷却システムの概略構成図である。 図１の冷却システムに用いられるサーモスタットの断面図である。 図３は本発明にかかる第二の実施形態の冷却システムの概略構成図である。 図４は従来の冷却システムの概略構成図である。 図４の冷却システムに用いられている電動弁を示す斜視図である。
　以下、本発明の第一の実施形態にかかる冷却システム及びその制御方法について、図１、図２に基づいて説明する。
（冷却システムの概要）
　本発明にかかる冷却システム１は、例えば、図１に示すように、内燃機関２を冷却すると共に、内燃機関２のウォータジャケット２ａとラジエータ３の間で循環する冷却液を、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等の各装置（熱交換器）に循環させ、この冷却液を各装置において個別に利用するものである。
　尚、前記各装置（熱交換器）は例示であり、スロットルボディ（throttle body）にも利用できる。
　この冷却システム１は、内燃機関２のウォータジャケット２ａとラジエータ３の間で冷却液を循環させる主通路Ｌ１の開閉を行うサーモスタット７と、サーモスタット７の温度感知部７Ｂ８が収容される部屋(第二の室７ｂ)に連通されるとともに、ウォータジャケット２ａと暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等のラジエータ３以外の熱交換器の間で冷却液を循環させる副通路Ｌ２と、副通路Ｌ２を開閉して各熱交換器へ供給される冷却液の配分を変える電動弁８とを備えている。
　また、前記電動弁８は、サーモスタット７を迂回するサーモスタットバイパス路（サーモスタット迂回路）Ｌ３を開閉し、電動弁８がサーモスタットバイパス路Ｌ３を開いている場合には、内燃機関２とラジエータ３とが連通される。これにより、内燃機関２を冷却する冷却液がサーモスタット７を経由せずに内燃機関２とラジエータ３との間を循環できる。
　以下、この冷却システム１を詳細に説明する。
（冷却システムの通路）
　冷却システム１は、図1に示すように、内燃機関２とラジエータ３との間で冷却液を循環させる主通路Ｌ１を備えている。本実施の形態において、主通路Ｌ１は、第一主通路Ｌ１ａ、第二主通路Ｌ１ｂ、第三主通路Ｌ１ｃを備えている。
　前記第一主通路Ｌ１ａは、内燃機関２のウォータジャケット２ａの冷却液出口とラジエータ３の冷却液入口とを結び、前記第二主通路Ｌ１ｂは、ラジエータ３の冷却液出口とサーモスタット７を結び、前記第三主通路Ｌ１ｃは、サーモスタット７とウォータポンプ９の吸込口とを結ぶ。
　そして、第三主通路Ｌ１ｃから吸い込まれてウォータポンプ９から吐出された冷却液は、ウォータジャケット２ａへと送られる。このように、冷却液は、主通路Ｌ１により、内燃機関２及びラジエータ３を経由して流れる。サーモスタット７は、その主通路Ｌ１における第二主通路Ｌ１ｂと第三主通路Ｌ１ｃの接続部を冷却液の温度に応じて開閉する。
　また、冷却システム１は、内燃機関２と、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６との間で、冷却液を循環させる副通路Ｌ２を備えている。本実施の形態において、副通路Ｌ２は、第一副通路Ｌ２ａ、第二副通路Ｌ２ｂ、第三副通路Ｌ２ｃ、第四副通路Ｌ２ｄを備えている。
　前記第一副通路Ｌ２ａは、ウォータジャケット２ａの冷却液出口と、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等の各熱交換器とを結ぶ。
　前記第二副通路Ｌ２ｂは、前記各熱交換器と、電動弁８とを結び、前記第三副通路Ｌ２ｃは、電動弁８と、サーモスタット７の温度感知部７Ｂ８が配置される部屋（後述する第二の室７ｂ）とを結ぶ。
　前記第四副通路Ｌ２ｄは、第二の室７ｂとウォータポンプ９の吸込口とを結ぶ。
　この第４副通路Ｌ２ｄと、第三主通路Ｌ１ｃが管路を共有している。つまり、第三主通路Ｌ１ｃもサーモスタット７の温度感知部７Ｂ８が配置される第二の室７ｂに接続されている。サーモスタット７は、第二の室７ｂにおける温度感知部７Ｂ８の周辺の温度を感知して、第二主通路Ｌ１ｂと第三主通路Ｌ１ｃとの連通を許容したり、遮断したりする。
　また、電動弁８によって、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等、それぞれの熱交換器に通じる第二副通路Ｌ２ｂの開閉が行われ、これにより、各熱交換器へ供給される冷却液の配分が変わる。
　また、冷却システム１は、前記サーモスタット７を迂回して、内燃機関２とラジエータ３との間で冷却液を循環させるサーモスタットバイパス路Ｌ３を備える。
　本実施の形態において、サーモスタットバイパス路Ｌ３は、第二主通路Ｌ１ｂの途中と電動弁８とを結ぶ上流側通路Ｌ３ａと、電動弁８と第三主通路Ｌ１ｃの途中を結ぶ下流側通路Ｌ３ｂとを備える。
　前述のように、第二主通路Ｌ１ｂは、ラジエータ３に接続され、第三主通路Ｌ１ｃは、ウォータポンプ９に接続される。このため、サーモスタット７が主通路Ｌ１を閉じた状態であっても、電動弁８がサーモスタットバイパス路Ｌ３を開くと、ウォータジャケット２ａから流出した冷却液は、第一主通路Ｌ１ａ、ラジエータ３、第二主通路Ｌ１ｂ、サーモスタットバイパス路Ｌ３、及び第三主通路Ｌ１ｃを通ってウォータポンプ９へと向かう。
（サーモスタット）
　サーモスタット７は、図１に示すように、ハウジング７Ａに収容されている。
　ハウジング７Ａの内部は、後述するサーモスタット７の弁体７Ｂ１により、二つの室７ａ、７ｂに仕切られる。これら二室のうちの一方の室を第一の室７ａ、他方の室を第二の室７ｂとすると、第一の室７ａには、第二主通路Ｌ１ｂが接続され、第二の室（部屋）７ｂには、第三主通路Ｌ１ｃが接続されている。
　サーモスタット７は、図２に示すように、感温作動体としてのサーモエレメント７Ｂ２と、サーモエレメント７Ｂ２によって駆動されて弁座７Ｂ３に離着座し、主通路Ｌ１を開閉する弁体７Ｂ１と、この弁体７Ｂ１を常時閉弁する方向（弁座７Ｂ３に着座させる方向）に付勢する付勢部材としてのバネ７Ｂ４と、第三副通路Ｌ２ｃからの冷却液が流入する筒状のホルダ７Ｂ９とを備えている。
　サーモエレメント７Ｂ２は、ピストンガイド７Ｂ５と、ピストンガイド７Ｂ５にガイドされながら進退すると共に、先端がピストン受け７Ｂ６に係合するピストン７Ｂ７と、冷却液の温度変化により膨脹または収縮してピストン７Ｂ７を進退移動させる熱膨張体としてのワックスを内蔵した温度感知部（感温部）７Ｂ８とを備えている。
　前記ホルダ７Ｂ９は、温度感知部７Ｂ８の外周に配置され、第三副通路Ｌ２ｃから第四副通路Ｌ２ｄへ向かう冷却液がホルダ７Ｂ９の内側と、ホルダ７Ｂ９の孔７Ｂ１０を通過する。
　そして、温度感知部７Ｂ８の周囲の冷却液が所定の温度以上に上昇し、温度感知部７Ｂ８内のワックスが膨張すると、ピストン７Ｂ７が押し出され、弁体７Ｂ１が弁座７Ｂ３から離座して、主通路Ｌ１を開く。
　すなわち、サーモスタット７の弁体７Ｂ１が弁座７Ｂ３から離れると、これらの間にできる隙間を介して二つの室７ａ、７ｂが連通されて、第二主通路Ｌ１ｂと第三主通路Ｌ１ｃが連通する。これにより、ラジエータ３を経由した冷えた冷却液が主通路Ｌ１を通って内燃機関２へ供給される。
　また、温度感知部７Ｂ８の周囲の冷却液の温度が所定の温度より下がると、温度感知部７Ｂ８に内蔵されたワックスが収縮し、バネ７Ｂ４の付勢力により弁体７Ｂ１を介してピストン７Ｂ７が押し戻されて、弁体７Ｂ１が弁座７Ｂ３に着座して、主通路Ｌ１を閉じる。
　このように、サーモスタット７が閉じると、二つの室７ａ、７ｂの連通が遮断され、これにより第二主通路Ｌ１ｂと第三主通路Ｌ１ｃの連通が遮断される。
　ここでは、サーモスタットの一例を説明したが、サーモスタットの構成は適宜変更できる。
　例えば、前述のように、ホルダ７Ｂ９を温度感知部の外周に設けると、サーモスタット７を内燃機関２の冷却液入口側に設けた場合に、サーモスタット７の感温性を良好にできるが、ホルダ７Ｂ９を省略しても良い。また、サーモスタットが弁体７Ｂ１の他に、副通路Ｌ２を開閉する副弁体を備えていても良い。
　また、本実施の形態では、弁座７Ｂ３が、サーモスタット７のピストン受け７Ｂ６を含むフレーム７Ｃに形成されているが、ハウジング７Ａがフレーム７Ｃとしての機能をなし、ハウジング７Ａに弁座７Ｂ３が形成されていても良い。さらに、ホルダ７Ｂ９がハウジング７Ａに一体的に設けられていても良い。
（電動弁８）
　電動弁８は、一般に用いられているものを適用できる。例えば、前記した特許文献1に示された電動弁からフェールセーフ機構としてのサーモバルブを除いたものを利用しても良い。以下、電動弁８の一例について説明する。
　電動弁８は、減速機収容部に収容された減速機と、弁体収容部に収容された弁体と、モータ収容部に収納された電動モータとを備えている。そして、前記電動モータの回転を減速機によって減速し、減速機に接続された回転軸によって、弁体が回転（動作）するように構成されている。前記電動モータは、車両に搭載された制御装置（ＥＣＵ）によって制御され、車両状態に応じて、減速機を介して、弁体を回転制御する。
　弁体を回転駆動することにより、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等、それぞれの熱交換器に接続される第二副通路Ｌ２ｂを開閉し、熱交換器へ供給される冷却液の配分が変わる。
　尚、電動弁８の弁体は、前記ロータリ型の弁体に限られず、直動運動するスプール型の弁体であっても良い。また、ソレノイドバルブを用いて直接バルブを開閉する事も可能である。
（冷却システムの動作、作用）
　第二副通路Ｌ２ｂの開閉は、運転者の選択により、また車両に設けられた各種センサからの情報に基づいて電子制御により、電動弁８を開閉することによってなされる。これにより、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６に冷却液を供給、非供給の状態になされる。
　また、サーモスタットバイパス路Ｌ３の開閉は、内燃機関の状態、冷却液の温度によって、車両に設けられた各種センサからの情報に基づいて電子制御により、電動弁８によってなされる。
　さらに、内燃機関２を始動するイグニッションがＯＦＦとなり、内燃機関が停止した状態では、電動弁８は非通電状態にある。このような非通電状態において、電動弁８はサーモスタットバイパス路Ｌ３を開くように設定されている。このようにすると、冷却液の温度が低く、サーモスタット７が閉じた状態にあっても、冷却液流路中の空気を、サーモスタットバイパス路Ｌ３を通じて抜ける。
　このため、サーモスタット７に空気抜き用のジグルピンを設ける必要がなく、サーモスタット７においてジグルピンは省略されている。即ち、空気抜用のジグルバルブが設けられていないサーモスタット７用いた場合であっても、冷却液流路中の空気を抜くことができる。
　続いて、電子制御の一例について説明する。
　イグニッションがＯＮになると、制御装置は電動弁８等の各種電気機器が正常であるか否かの判断後、内燃機関２が始動し、暖機運転が開始される。また、制御装置は、暖機運転中と判断した場合、電動弁８が副通路Ｌ２を閉じるとともに、サーモスタットバイパス路Ｌ３を閉じるよう指令を出力する。暖機運転か否かの判断は、温度センサにより検知した冷却液の温度によりなされても良いし、内燃機関２の始動からの時間によりなされても良い。
　これにより、暖機運転中においては、電動弁８によって副通路Ｌ２及びサーモスタットバイパス路Ｌ３の連通が遮断される。
　また、暖機運転中においては、冷却液の温度が低く、サーモスタット７は閉じられて、主通路Ｌ１の連通も遮断されている。このとき、サーモバル７には、ジグルピンが設けられておらず、この部分からラジエータ３を経由した冷えた冷却液が漏れないため、冷却液の温度が速やかに上昇し、速やかに暖気される。
　次に、制御装置が、内燃機関２の暖機運転が終了したと判断した場合、電動弁８がサーモスタットバイパス路Ｌ３を閉じるよう指令を出力するとともに、冷却液の温度に応じて、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等、それぞれの熱交換器に接続される第二副通路Ｌ２ｂを選択的に開くよう指令を出力する。
　これにより、内燃機関２によって暖められた冷却液が副通路Ｌ２を通じてサーモスタット７の温度感知部７Ｂ８に到達するようになり、サーモスタット７が暖められた冷却液の温度を感知できるようになる。
　このとき、冷却液の温度がサーモスタット７の開弁温度に達していれば、サーモスタット７が主通路Ｌ１を開き、ラジエータ３を経由した冷えた冷却液が主通路Ｌ１を通じて内燃機関２へと供給される。
　尚、暖機運転中であっても、例えば、制御装置が、暖房が必要と判断した場合に、電動弁が暖房熱交換器４に通じる第二副通路Ｌ２ｂを開くように指令を出力しても良い。
　次に、制御装置が、ノッキングが発生していると判断した場合、暖機運転終了後と判断している場合であっても、電動弁８がサーモスタットバイパス通路Ｌ３を開くよう指令を出力する。ノッキングが発生しているか否かの判断は、ノッキングセンサからの情報によりなされても良いし、他のセンサにより検知した情報に基づいてもよい。
　ノッキングは、冷却液の温度が高温になると発生する。このため、サーモスタット７が主通路Ｌ１を開くが、更に電動弁８がサーモスタットバイパス路Ｌ３を開くことにより、冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制できる。
　さらに、制御装置が、ノッキングが発生していると判断した場合に、電動弁８がサーモスタットバイパス路Ｌ３を開くとともに、副通路Ｌ２を綴じるよう指令を出力しても良い。このようにすると、ラジエータ３へ流れる冷却液の流量が増えるので、ノッキングをより早期に抑制できる。
（電子制御サーモバルブを用いた冷却システムの動作、作用）
　サーモスタット７として、サーモエレメント７Ｂ２に温度感知部７Ｂ８を加熱するためのヒータを内蔵する電子制御サーモスタットを利用しても良い。
　電子制御式でない、ヒータを内蔵しないタイプのサーモスタットを利用した場合、サーモスタットが開いて、冷えた冷却液が温度感知部７Ｂ８の配置される第二の室７ｂに流入すると、サーモスタット７の弁体７Ｂ１が閉じる方向へと動き、主通路Ｌ１を通過する冷却液の流量が減少してしまう。
　これに対して、電子制御サーモスタットを利用した場合には、ヒータで温度感知部７Ｂ８を温めてサーモスタットを開弁した状態に維持できる。
　これにより、登坂走行等の連続した高負荷が続く走行モードにおいても、冷却液の温度を低温に維持できる。
（第二の実施形態）
　第一の実施形態では、内燃機関の冷却液入口側にサーモスタット７を設けた場合について、説明したが、図３に示すように、内燃機関２の出口側にサーモスタットを７設けても良い。尚、第一の実施形態と同一または相当する部材には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
　この第二の実施形態の冷却システム１０は、図３に示すように、内燃機関２とラジエータ３との間で冷却液を循環させる主通路Ｌ１１は、第一主通路Ｌ１１ａ、第二主通路Ｌ１１ｂ、第三主通路Ｌ１１ｃを備えている。
　前記第一主通路Ｌ１１ａは、内燃機関２のウォータジャケット２ａの冷却液出口とサーモスタット７を結び、前記第二主通路Ｌ１１ｂは、サーモスタット７とラジエータ３の冷却液入口とを結び、前記第三主通路Ｌ１１ｃは、ラジエータ３の冷却液出口とウォータポンプ９の吸込み口とを結ぶ。
　そして、第三主通路Ｌ１１ｃから吸い込まれてウォータポンプ９から突出された冷却液は、ウォータジャケット２ａへと送られる。このように、冷却液は、主通路Ｌ１１により、内燃機関２及びラジエータ３を経由して流れる。サーモスタット７は、その主通路Ｌ１１における第一主通路Ｌ１１ａと第二主通路Ｌ１１ｂの接続部を冷却液の温度に応じて開閉する。
　また、冷却システム１０は、内燃機関２と、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６との間で、冷却液を循環させる副通路Ｌ１２を備えている。本実施の形態において、副通路Ｌ１２は、第一副通路Ｌ１２ａ、第二副通路Ｌ１２ｂ、第三副通路Ｌ１２ｃ、第四副通路Ｌ１２ｄを備えている。
　前記第一副通路Ｌ１２ａは、ウォータジャケット２ａの冷却液出口と、サーモスタット７の温度感知部７Ｂ８が配置される第二の室７ｂとを結ぶ。
　前記第二副通路Ｌ１２ｂは、サーモスタット７の温度感知部７Ｂ８が配置される第二の室７ｂと電動弁８とを結ぶ。
　前記第三副通路Ｌ１２ｃは、電動弁８と、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等の各熱交換器とを結ぶ。
　前記第四副通路Ｌ１２ｄは、前記各熱交換器とウォータポンプ９の吸込み口とを結ぶ。
　前記第一副通路Ｌ１２ａは、第一主通路Ｌ１１ａと管路を共有している。つまり、第一主通路Ｌ１１ａも、サーモスタット７の温度感知部７Ｂ８が配置される第二の室７ｂに接続されている。サーモスタット７は、第二の室７ｂにおける温度感知部７Ｂ８の周辺の温度を感知して、第一主通路Ｌ１１ａと第二主通路Ｌ１１ｂとの連通を許容したり、遮断したりする。
　また、電動弁８によって、暖房熱交換器４、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）ウォーマ（あるいはＣＶＴ（無段階変速機）オイルウォーマ）５、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）６等、それぞれの熱交換器に通じる第三副通路Ｌ１２ｃの開閉が行われ、これにより、各熱交換器へ供給される冷却液の配分が変わる。
　また、冷却システム１０は、前記サーモスタット７を迂回して、内燃機関２とラジエータ３との間で冷却液を循環させるサーモスタットバイパス路Ｌ１３を備える。
　本実施の形態において、サーモスタットバイパス路Ｌ１３は、電動弁８と第二主通路Ｌ１１ｂの途中を結ぶ。
　そして、サーモスタット７が主通路Ｌ１１を閉じた状態であっても、電動弁８がサーモスタットバイパス路Ｌ３を開くと、ウォータジャケット２ａから流出した冷却液は、第一主通路Ｌ１１ａ、第二副通路Ｌ１２ｂ、サーモスタットバイパス路Ｌ１３、第二主通路Ｌ１１ｂ、ラジエータ３、第三主通路Ｌ１１ｃを通ってウォータポンプ９へと向かう。
　このように構成された第二の実施形態では、第一の実施形態と同様なサーモスタット７、電動弁８を備えているため、内燃機関２を冷却する冷却液がサーモスタット７を経由する場合と迂回する場合の切替えが行われる。
　その結果、この第二の実施形態においても、第一の実施形態と同様、冷却液中の空気を抜くことができ、暖気時に冷却液温度を速やかに上昇させ、速やかに暖気でき、またノッキング発生時に冷却液温度を速やかに下降させて、ノッキングを早期に抑制でき、第一の実施形態と同様な効果を得ることができる。
１，１０　冷却システム
２　　　　内燃機関
３　　　ラジエータ
４　　　暖房熱交換器（熱交換器）
５　　　ＡＴＦウォーマあるいはＣＶＴオイルウォーマ（熱交換器）
６　　　ＥＧＲ（熱交換器）
７　　　サーモスタット
７Ａ　　ハウジング
７ａ　　第一の室
７ｂ　　第二の室（部屋）
８　　　電動弁
９　　　ウォータポンプ
Ｌ１，Ｌ１１　　　主通路
Ｌ２，Ｌ１２　　　副通路
Ｌ３，Ｌ１３　　　サーモスタットバイパス路

Claims (4)

  1. 　内燃機関と、
    　前記内燃機関を冷却するための冷却液から熱を放出させるラジエータと、
    　前記ラジエータ以外の一以上の熱交換器と、
    　前記内燃機関と前記ラジエータとの間で冷却液を循環させる主通路と、
    　冷却液の温度を感知する温度感知部を含み、冷却液の温度に応じて前記主通路を開閉するサーモスタットと、
    　前記温度感知部が配置される部屋を介して、前記内燃機関と前記熱交換器との間で冷却液を循環させる副通路と、
    　前記サーモスタットを迂回して前記内燃機関と前記ラジエータとを連通するサーモスタットバイパス路と、
    　前記副通路と前記サーモスタットバイパス路を開閉する電動弁と、を備える
    　ことを特徴とする冷却システム。
  2. 　前記サーモスタットは、前記温度感知部を加熱するヒータを含む、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
  3. 　前記内燃機関を始動するイグニッションスイッチがＯＦＦの場合、前記電動弁は、前記サーモスタットバイパス路を開く、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却システム。
  4. 　前記電動弁を開閉制御する制御装置を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記内燃機関が暖機運転していると判断した場合には、前記電動弁で前記副通路及び前記サーモスタットバイパス路を閉じ、
    　前記暖機運転が終了したと判断した場合には、前記電動弁で前記サーモスタットバイパス路を閉じるとともに前記副通路を開き、
    　ノッキング発生と判断した場合には、前記暖機運転が終了していると判断している場合であっても、前記電動弁で前記サーモスタットバイパス路を開く、
    　ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の冷却システム。
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