エンジン冷却装置
【課題】過給機２付きエンジン１の冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路２０と、水冷式のインタークーラ３に供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路３０とを備えるエンジン冷却装置において、過給機２の暖機必要時のみ過給機２の昇温を促進可能にする。
【解決手段】エンジン冷却装置は、過給機２に設けられるウォータジャケット２ｂにエンジン１から取り出される冷却液を流通させる第１流路（実線矢印参照）またはウォータジャケット２ｂに低温冷却液循環路３０の冷却液を流通させる第２流路（図２一点鎖線矢印参照）を作るための流路制御手段（４１，４２）を備える。制御部１００は、低温冷却液循環路３０の冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下である場合に第１流路（実線矢印参照）を作るように流路制御手段（４１，４２）を制御する。
【解決手段】エンジン冷却装置は、過給機２に設けられるウォータジャケット２ｂにエンジン１から取り出される冷却液を流通させる第１流路（実線矢印参照）またはウォータジャケット２ｂに低温冷却液循環路３０の冷却液を流通させる第２流路（図２一点鎖線矢印参照）を作るための流路制御手段（４１，４２）を備える。制御部１００は、低温冷却液循環路３０の冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下である場合に第１流路（実線矢印参照）を作るように流路制御手段（４１，４２）を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、ターボチャージャ付きエンジンのウォータジャケットとラジエータとの間で冷却液が循環する冷却水回路と、ターボチャージャのコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するためのインタークーラとラジエータとの間で冷却液が循環する冷却水回路と、ターボチャージャのウォータジャケットの入口側と出口側とに設けられる切換弁とを備え、エンジン運転中にエンジンのウォータジャケットとラジエータとの間で循環する冷却液の一部をターボチャージャのウォータジャケットに流通させるようにし、エンジン停止後所定時間だけインタークーラの冷却水をターボチャージャのウォータジャケットに流通させることが記載されている。
【０００３】
この特許文献１では、エンジン運転中にターボチャージャを冷却してインタークーラの冷却能力を維持させるようにして、エンジン停止後にターボチャージャの余熱を除去してタービンシャフト支持用の軸受部の焼付きを防止する、ことを狙いとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−２１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の場合、エンジン運転中はターボチャージャのウォータジャケットの冷却液温度に関係なく、エンジンのウォータジャケットとラジエータとの間で循環する冷却液の一部をターボチャージャのウォータジャケットに流通させるようにしている。そのため、例えばターボチャージャの昇温を促進させることが可能であるものの、エンジン暖機後にはターボチャージャが過剰に昇温することが懸念される。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置において、前記過給機の暖機が必要なときのみ当該過給機の昇温を促進可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエンジン冷却装置は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路と、前記過給機に設けられるウォータジャケットに前記エンジンから取り出される冷却液を流通させる第１流路または前記ウォータジャケットに前記低温冷却液循環路の冷却液を流通させる第２流路を作るための流路制御手段と、前記流路制御手段の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下である場合に前記第１流路を作るように前記流路制御手段を制御する、ことを特徴としている。
【０００８】
そもそも、エンジンを冷間始動すると、エンジンの燃焼室の熱でもって高温冷却液循環路の冷却液が比較的速やかに昇温し、エンジンの暖機が完了すると高温冷却液循環路の冷却液の循環により冷却液温度が暖機完了温度に保たれる。一方、前記低温冷却液循環路は前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を水冷式のインタークーラで冷却することを狙いとして設けられる関係より、当該低温冷却液循環路の冷却液温度は比較的低温とする必要がある。このようなことから、エンジンを冷却するための冷却液循環路を「高温冷却液循環路」とし、インタークーラを冷却するための冷却液循環路を「低温冷却液循環路」としている。
【０００９】
ここで、例えば外気温が低い状況でエンジンを始動すると、過給機のタービンシャフト支持用の軸受部の潤滑油粘度が高く潤滑性が不十分となっているために、過給機のフリクションが大きくなるとともに前記軸受部の油膜ダンピングが悪くなることが懸念される。
【００１０】
そこで、本発明では、例えば外気が低温である状況つまり前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下である状況でエンジンを始動したときに、前記制御部および前記流路制御手段により前記第１流路を作ることにより、前記過給機に設けられるウォータジャケットに前記エンジンから取り出される冷却液を流通させるようにする。
【００１１】
これにより、比較的速やかに昇温するエンジンの冷却液で前記過給機が暖められるようになるので、前記潤滑油粘度が比較的速やかに低くなって潤滑性が高められるようになる。その結果、前記軸受部のフリクションが小さくなるとともに前記軸受部の油膜ダンピングが良好になるなど、前記過給機の動作安定化を図ることが可能になる。しかも、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下であるときのみエンジンの冷却液で前記過給機を暖めるようにしているから、それ以外のときには過給機が過剰に昇温せずに済むようになる。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えている場合に、前記第２流路を作るように前記流路制御手段を制御する、構成とすることができる。
【００１３】
ここで、前記第１流路を確保している状態において、前記高温冷却液循環路の冷却液温度が上昇することに伴い前記低温冷却液循環路の冷却液温度が上昇するようになるが、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えると、過給機を暖機する必要がなくなるので、前記制御部および前記流路制御手段により前記第２流路を作るようにしている。
【００１４】
これにより、前記低温冷却液循環路の冷却液が前記過給機に設けられるウォータジャケットに流通するようになるので、当該過給機が徐々に冷却されるようになる。
【００１５】
好ましくは、前記高温冷却液循環路には、冷却液を循環させるためのウォータポンプと、前記エンジンのウォータジャケットから取り出した冷却液を外気と熱交換するためのラジエータとが設けられ、前記低温冷却液循環路には、冷却液を循環させるための電動式ウォータポンプと、循環する冷却液を外気と熱交換するためのラジエータと、このラジエータをバイパスするとともに途中に前記過給機のウォータジャケットが直列に接続されるラジエータバイパス路と、前記エンジンのウォータジャケットの出口と前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの入口側部分とにそれらを連通するように接続される上流側連通路と、前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの出口側部分と前記高温冷却液循環路において前記ラジエータへの冷却液導入側とにそれらを連通するように接続される下流側連通路とが設けられる、構成とすることができる。
【００１６】
ここでは、高温冷却液循環路および低温冷却液循環路の構成を特定している。これにより、本発明を実施する形態が明らかになる。
【００１７】
好ましくは、前記流路制御手段は、前記ラジエータバイパス路に対する前記上流側連通路の接続部分に設置される上流側三方弁と、前記ラジエータバイパス路に対する前記下流側連通路の接続部分に設置される下流側三方弁とを含む構成とされ、前記上流側三方弁は、前記エンジンのウォータジャケットの冷却液を前記上流側連通路および前記ラジエータバイパス路を経て前記過給機のウォータジャケットに導く第１状態と、前記低温冷却液循環路の冷却液を前記ラジエータバイパス路から前記過給機のウォータジャケットに導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、前記下流側三方弁は、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記下流側流通路を経て前記高温冷却液循環路のラジエータに冷却液を導く第１状態と、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記低温冷却液循環路に冷却液を導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、前記制御部は、前記第１流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第１状態にさせるように制御する一方、前記第２流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第２状態にさせるように制御する、構成とすることができる。
【００１８】
ここでは、流路制御手段の構成を特定している。これにより、本発明を実施する形態が明らかになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置において、前記過給機の暖機が必要なときのみ当該過給機の昇温を促進することが可能になる。また、本発明に係るエンジン冷却装置は、前記過給機の暖機完了後に当該過給機の過剰昇温を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態の概略構成を示す図であり、三方弁が共に第１状態になっているときの冷却液の流れを示している。
【図２】本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態の概略構成を示す図であり、三方弁が共に第２状態になっているときの冷却液の流れを示している。
【図３】図１および図２のＥＣＵによる動作説明に用いるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１から図３に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態のエンジン１には、過給機２が付設されている。
【００２３】
この過給機２は、詳細に図示していないが、エンジン１の排気通路からタービンハウジングに流入する排気によってタービンが回転され、このタービンと一体的に回転されるコンプレッサによってエンジン１の吸気通路からコンプレッサハウジング内に吸入される吸気が圧縮（過給）され、この圧縮空気がエンジン１に吸気される。
【００２４】
このエンジン１に供給する圧縮吸気は、その密度が高められるとともに温度が上昇するので、この圧縮吸気を冷却するために、水冷式のインタークーラ３が設けられる。水冷式のインタークーラ３は、前記コンプレッサからの圧縮吸気と冷却液との間で熱交換するための熱交換器からなる。
【００２５】
この過給機２のタービンシャフト（図示省略）を回転自在に支持するための軸受部（図示省略）は、フローティングブッシュ（図示省略）を潤滑油で潤滑、冷却するようになっているが、前記軸受部が高温になるので、この軸受部をさらに冷却するために、過給機２のベアリングハウジング２ａにはウォータジャケット２ｂが設けられている。
【００２６】
このエンジン１には、高温冷却液循環路２０と、低温冷却液循環路３０とが付設されている。高温冷却液循環路２０と低温冷却液循環路３０とに充填される冷却液は、共に一般的なエチレングリコールの水溶液などの不凍液とされる。なお、本発明のエンジン冷却装置は、高温冷却液循環路２０と、低温冷却液循環路３０と、それに関連する構成要素とを備える構成になっている。
【００２７】
まず、高温冷却液循環路２０は、エンジン１のウォータジャケット１ａの冷却液を一旦外部に取り出してから戻すように閉ループとされており、その途中には、機械式のウォータポンプ２１と、ラジエータ２２とが少なくとも設けられている。
【００２８】
この高温冷却液循環路２０において、ウォータポンプ２１を作動させると図１および図２の実線矢印１００で示すように、冷却液が循環するようになる。この高温冷却液循環路２０において、エンジン１のウォータジャケット１ａから取り出される冷却液をラジエータ２２に導く領域が冷却液導入部２３とされ、ラジエータ２２からエンジン１のウォータジャケット１ａに冷却液を還流させる領域が冷却液還流部２４とされている。
【００２９】
ウォータポンプ２１は、高温冷却液循環路２０の冷却液還流部２４において冷却液流通方向の下流側に設けられている。このウォータポンプ２１は、機械式と呼ばれるものであり、図示していないが、エンジン１のクランクシャフトの回転動力を動力伝達装置（例えばプーリやベルトなどを含む）を介して伝達されて駆動される。ラジエータ２２は、高温冷却液循環路２０を循環する冷却液を外気と熱交換する熱交換器とされている。
【００３０】
次に、低温冷却液循環路３０は、水冷式のインタークーラ３を冷却するための冷却液が循環されるように閉ループとされており、その途中には、電動式のウォータポンプ３１と、ラジエータ３２とが少なくとも設けられている。
【００３１】
電動式のウォータポンプ３１は、低温冷却液循環路３０内で冷却液を循環させるものである。このウォータポンプ３１の動作は、下記エレクトロニックコントロールユニット（以下、ＥＣＵとする）５０により制御される。ラジエータ３２は、低温冷却液循環路３０内を循環する冷却液を外気と熱交換する熱交換器とされている。
【００３２】
この低温冷却液循環路３０において、ウォータポンプ３１を作動させると図１および図２の実線矢印２００で示すように、冷却液が循環するようになる。この低温冷却液循環路３０において、インタークーラ３からラジエータ３２に冷却液を導く領域が冷却液導入部３３とされ、ラジエータ３２からインタークーラ３に冷却液を還流させる領域が冷却液還流部３４とされている。
【００３３】
この実施形態の低温冷却液循環路３０には、ラジエータ３２をバイパスするためのラジエータバイパス路３５が設けられており、このラジエータバイパス路３５の途中には、過給機２のウォータジャケット２ｂが直列に接続されている。つまりラジエータバイパス路３５を流れる冷却液が過給機２のウォータジャケット２ｂを流通可能になっている。
【００３４】
また、この実施形態では、エンジン１のウォータジャケット１ａの出口１ｂとラジエータバイパス路３５において過給機２のウォータジャケット２ａの入口側部分とに、それらを連通するための上流側連通路３６が接続されている。また、ラジエータバイパス路３５において過給機２のウォータジャケット２ｂの出口側部分と高温冷却液循環路２０の取り出し路２３においてラジエータ２２寄り位置とに、それらを連通するための下流側連通路３７が接続されている。
【００３５】
さらに、ラジエータバイパス路３５に対する上流側連通路３６の接続部分には上流側三方弁４１が設けられていて、ラジエータバイパス路３５に対する下流側連通路３７の接続部分には下流側三方弁４２が設けられている。
【００３６】
上流側三方弁４１は、第１状態と、第２状態とに切り替えられる構成になっている。具体的に、上流側三方弁４１の第１状態とは、エンジン１のウォータジャケット１ａの冷却液を上流側連通路３６およびラジエータバイパス路３５を経て過給機２のウォータジャケット２ｂに導く状態のことである。また、上流側三方弁４１の第２状態とは、低温冷却液循環路３０の冷却液をラジエータバイパス路３５から過給機２のウォータジャケット２ｂに導く状態のことである。
【００３７】
下流側三方弁４２は、第１状態と、第２状態とに切り替えられる構成とされている。具体的に、下流側三方弁４２の第１状態とは、過給機２のウォータジャケット２ｂの出口側から下流側流通路３７を経て高温冷却液循環路２０のラジエータ２２に冷却液を導く状態のことである。また、下流側三方弁４２の第２状態とは、過給機２のウォータジャケット２ｂの出口側から低温冷却液循環路３０の冷却液導入部３３に冷却液を導く状態のことである。
【００３８】
これら２つの三方弁４１，４２は、電磁式または電動式とされており、その動作は、ＥＣＵ５０により制御される。２つの三方弁４１，４２が請求項に記載の「流路制御手段」を構成している。
【００３９】
ＥＣＵ５０は、例えばエンジンの各種動作を制御するためのエンジンコントロールコンピュータとされる。このＥＣＵ５０は、詳細に図示していないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。
【００４０】
ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジンの停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００４１】
この実施形態では、前記既存のＥＣＵ５０に電動式のウォータポンプ３１および２つの三方弁４１，４２の動作を制御するための機能を装備させている。
【００４２】
この実施形態では、エンジン１のウォータジャケット１ａの出口１ｂに、そこを流通する冷却液の温度ｔｈｗ１を検出するための第１温度センサ４３が設けられており、また、低温冷却液循環路３０においてウォータポンプ３１の吐出側に、そこを流通する冷却液の温度ｔｈｗ２を検出するための第２温度センサ４４が設けられている。
【００４３】
第１、第２温度センサ４３，４４は、前記冷却液の温度に対応する信号を出力してＥＣＵ５０に入力する。そして、ＥＣＵ５０は、例えば第１温度センサ４３の出力信号の入力に基づいて冷却液温度ｔｈｗ１を検出し、この検出した冷却液温度ｔｈｗ１が所定の閾値Ｘ以下であるか否かを判定することによりエンジン１の暖機が完了したか否かを判断する処理を実行する他、第２温度センサ４４の出力信号の入力に基づいて冷却液温度ｔｈｗ２を検出し、この検出した冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下であるか否かを判定することにより上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を開閉制御する処理を実行するようになっている。
【００４４】
ちなみに、ＥＣＵ５０は、ｔｈｗ２≦Ｙであると判定した場合に、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第１状態にさせるように制御することにより第１流路（図１の一点鎖線矢印３００参照）を作る一方、ｔｈｗ２＞Ｙであると判定した場合に、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第２状態にさせるように制御することにより第２流路（図２の二点鎖線矢印４００参照）を作る。
【００４５】
なお、前記第１流路とは、過給機２のウォータジャケット２ｂにエンジン１のウォータジャケット１ａから取り出される冷却液を流通させるための暖機用流路のことである。この第１流路を作ると、比較的速やかに昇温するエンジン１の冷却液で過給機２が暖められるようになるので、過給機２のタービンシャフト支持用の軸受部（図示省略）の潤滑油粘度が比較的速やかに低くなって潤滑性が高められるようになる。その結果、前記軸受部のフリクションが小さくなるとともに前記軸受部の油膜ダンピングが良好になるなど、過給機２の動作安定化を図ることが可能になる。
【００４６】
また、前記第２流路とは、過給機２のウォータジャケット２ｂに低温冷却液循環路３０の冷却液を流通させるための通常温調用流路のことである。この第２流路を作ると、低温冷却液循環路３０の冷却液がインタークーラ３および過給機２のウォータジャケット２ｂを通過することにより過給機２の熱を回収し、その後、前記冷却液がラジエータ３２を通過することにより前記回収した熱がラジエータ３２により大気に放出されることになるので、低温冷却液循環路３０を循環する冷却液が過剰に昇温せずに所定の温度範囲に保たれるようになる。
【００４７】
さらに、前記閾値Ｙについては、過給機２のタービンシャフト支持用の軸受部（図示省略）の潤滑性を良好とする状態にさせるのに必要な前記低温冷却液循環路３０の冷却液温度ｔｈｗ２を実験またはシミュレーションにより把握し、この把握した結果に基づいて適宜（例えば約４０〜５０℃の範囲、好ましくは５０℃）に設定することができる。ところで、エンジン１が暖機完了した後における低温冷却液循環路３０の冷却液温度ｔｈｗ２の上限値は約５０℃となるので、このことも加味すると、前記閾値Ｙについては、前記上限値以下とすることが好ましいと言える。
【００４８】
ちなみに、低温冷却液循環路３０を循環する冷却液がインタークーラ３ならびに過給機のウォータジャケット２ｂを通過するときにそれらの熱を回収するので、ラジエータ３２の入口側付近の冷却液温度が高くなるが、ラジエータ３２を冷却液が通過すると当該冷却液の熱が大気に放出されるので、ラジエータ３２の出口側付近の冷却液温度が低くなる。つまり、低温冷却液循環路３０の冷却液導入部３３においてラジエータ３２の入口側付近の冷却液温度は、低温冷却液循環路３０の冷却液還流部３４においてラジエータ３２の出口側付近の冷却液温度に比べて高くなる。
【００４９】
次に、図３のフローチャートを参照して、ＥＣＵ５０による動作の一例を説明する。なお、図３に示すフローチャートはエンジン１が始動されたときにスタートされる。
【００５０】
このフローチャートがスタートされると、まず、ステップＳ１において、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第２状態にさせる。これにより、過給機２のウォータジャケット２ｂに低温冷却液循環路３０の冷却液を流通させるための第２流路（図２の二点鎖線矢印４００参照）が作られる。
【００５１】
続くステップＳ２において、第２温度センサ４４からの出力信号の入力に基づいて低温冷却液循環路３０におけるラジエータ３２の冷却液排出側の冷却液温度ｔｈｗ２を検出する。
【００５２】
この後、ステップＳ３において、前記ステップＳ２で検出した冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下であるか否かを判定する。
【００５３】
ここで、前記冷却液温度ｔｈｗ２が前記閾値Ｙを超えている場合つまり過給機２の暖機が不要である場合には前記ステップＳ３で否定判定し、前記ステップＳ２に戻る。
【００５４】
一方、前記冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下である場合つまり過給機２の暖機が必要である場合には前記ステップＳ３で肯定判定し、ステップＳ４に移る。
【００５５】
このステップＳ４では、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第１状態にさせる。これにより、過給機２のウォータジャケット２ｂにエンジン１のウォータジャケット１ａから取り出される冷却液を流通させるための第１流路（図１の一点鎖線矢印３００参照）が作られる。
【００５６】
以上説明したような構成のエンジン冷却装置では、外気温が低い状況でエンジン１を始動したときにエンジン１のウォータジャケット１ａ内で比較的速やかに昇温する冷却液で過給機２を暖めることにより、当該過給機２のタービンシャフト支持用の軸受部（図示省略）の潤滑油粘度を可及的速やかに低くさせて潤滑性を高めるようにしている。
【００５７】
これにより、過給機２のフリクションを小さくすることが可能になって、過給機２の前記軸受部の油膜ダンピングが良好になるなど、過給機２の動作安定化を達成できるようになる。
【００５８】
しかも、過給機２の暖機が完了した後は、低温冷却液循環路３０の冷却液を過給機２のウォータジャケット２ｂに流通させることによって過給機２を冷却させるようにしているから、過給機２が過剰に昇温することを防止できるようになる。
【００５９】
このように、外気温が低い状況での過給機２の動作安定化と、エンジン１の暖機完了後における過給機２の過剰昇温防止とを両立することが可能になる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００６１】
（１）上記実施形態では流路制御手段として２つの三方弁４１，４２を用いる例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図示していないが、例えば四方弁などに置き換えることが可能である。
【００６２】
このような四方弁を用いる場合には、例えば過給機２のウォータジャケット２ｂ内に冷却液を流通させない状態を作ることが可能になる。例えばエンジン１と電動機とを組み合わせたハイブリッド車両では、節電が重要になる。そこで、このようなハイブリッド車両に本発明に係るエンジン冷却装置を適用した場合において、外気温が低い状況でエンジン１を始動したときに上記した過給機２の暖機処理を行う前段階として、前記四方弁で過給機２のウォータジャケット２ｂ内に冷却液を流通させない状態とすることによりエンジン１の排気ガスにより過給機２を昇温させるようにしておいて、その間は電動式ウォータポンプ３１の作動を停止させるようにすることが可能になる。このようにすれば当該ウォータポンプ３１の作動に必要な電力を節約することが可能になる。そして、前記排気ガスによる昇温動作を所定時間行った後で上記過給機２の暖機処理を行うようにすれば過給機２の暖機を完了させるのに要する時間を短縮できるようになる。
【００６３】
（２）上記実施形態において、図示していないが、高温冷却液循環路２０にラジエータ２２をバイパスするためのラジエータバイパス路を設け、このラジエータバイパス路の途中に車室内に設置される暖房用熱交換器（ヒータコア）を直列に接続することが可能である。
【００６４】
この場合には、例えばエンジン１を冷間始動したときに、エンジン１のウォータジャケット１ａの冷却液をラジエータ２２に流通させない状態にして、前記ラジエータバイパス路に流通させる状態にすることが可能になる。そのようにすると、エンジン１を冷間始動してから比較的早い段階で車室内の暖房を行うことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ エンジン
１ａ エンジンのウォータジャケット
２ 過給機
２ａ 過給機のベアリングハウジング
２ｂ ベアリングハウジングのウォータジャケット
３ インタークーラ
２０ 高温冷却液循環路
２１ ウォータポンプ
２２ ラジエータ
２３ 高温冷却液循環路の冷却液導入部
２４ 高温冷却液循環路の冷却液還流部
３０ 低温冷却液循環路
３１ ウォータポンプ
３２ ラジエータ
３３ 低温冷却液循環路の冷却液導入部
３４ 低温冷却液循環路の冷却液還流部
３５ 低温冷却液循環路のラジエータバイパス路
３６ 低温冷却液循環路の上流側連通路
３７ 低温冷却液循環路の下流側連通路
４１ 上流側三方弁
４２ 下流側三方弁
４４ 第２温度センサ
５０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、ターボチャージャ付きエンジンのウォータジャケットとラジエータとの間で冷却液が循環する冷却水回路と、ターボチャージャのコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するためのインタークーラとラジエータとの間で冷却液が循環する冷却水回路と、ターボチャージャのウォータジャケットの入口側と出口側とに設けられる切換弁とを備え、エンジン運転中にエンジンのウォータジャケットとラジエータとの間で循環する冷却液の一部をターボチャージャのウォータジャケットに流通させるようにし、エンジン停止後所定時間だけインタークーラの冷却水をターボチャージャのウォータジャケットに流通させることが記載されている。
【０００３】
この特許文献１では、エンジン運転中にターボチャージャを冷却してインタークーラの冷却能力を維持させるようにして、エンジン停止後にターボチャージャの余熱を除去してタービンシャフト支持用の軸受部の焼付きを防止する、ことを狙いとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−２１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の場合、エンジン運転中はターボチャージャのウォータジャケットの冷却液温度に関係なく、エンジンのウォータジャケットとラジエータとの間で循環する冷却液の一部をターボチャージャのウォータジャケットに流通させるようにしている。そのため、例えばターボチャージャの昇温を促進させることが可能であるものの、エンジン暖機後にはターボチャージャが過剰に昇温することが懸念される。
【０００６】
このような事情に鑑み、本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置において、前記過給機の暖機が必要なときのみ当該過給機の昇温を促進可能にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエンジン冷却装置は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路と、前記過給機に設けられるウォータジャケットに前記エンジンから取り出される冷却液を流通させる第１流路または前記ウォータジャケットに前記低温冷却液循環路の冷却液を流通させる第２流路を作るための流路制御手段と、前記流路制御手段の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下である場合に前記第１流路を作るように前記流路制御手段を制御する、ことを特徴としている。
【０００８】
そもそも、エンジンを冷間始動すると、エンジンの燃焼室の熱でもって高温冷却液循環路の冷却液が比較的速やかに昇温し、エンジンの暖機が完了すると高温冷却液循環路の冷却液の循環により冷却液温度が暖機完了温度に保たれる。一方、前記低温冷却液循環路は前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を水冷式のインタークーラで冷却することを狙いとして設けられる関係より、当該低温冷却液循環路の冷却液温度は比較的低温とする必要がある。このようなことから、エンジンを冷却するための冷却液循環路を「高温冷却液循環路」とし、インタークーラを冷却するための冷却液循環路を「低温冷却液循環路」としている。
【０００９】
ここで、例えば外気温が低い状況でエンジンを始動すると、過給機のタービンシャフト支持用の軸受部の潤滑油粘度が高く潤滑性が不十分となっているために、過給機のフリクションが大きくなるとともに前記軸受部の油膜ダンピングが悪くなることが懸念される。
【００１０】
そこで、本発明では、例えば外気が低温である状況つまり前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下である状況でエンジンを始動したときに、前記制御部および前記流路制御手段により前記第１流路を作ることにより、前記過給機に設けられるウォータジャケットに前記エンジンから取り出される冷却液を流通させるようにする。
【００１１】
これにより、比較的速やかに昇温するエンジンの冷却液で前記過給機が暖められるようになるので、前記潤滑油粘度が比較的速やかに低くなって潤滑性が高められるようになる。その結果、前記軸受部のフリクションが小さくなるとともに前記軸受部の油膜ダンピングが良好になるなど、前記過給機の動作安定化を図ることが可能になる。しかも、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下であるときのみエンジンの冷却液で前記過給機を暖めるようにしているから、それ以外のときには過給機が過剰に昇温せずに済むようになる。
【００１２】
好ましくは、前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えている場合に、前記第２流路を作るように前記流路制御手段を制御する、構成とすることができる。
【００１３】
ここで、前記第１流路を確保している状態において、前記高温冷却液循環路の冷却液温度が上昇することに伴い前記低温冷却液循環路の冷却液温度が上昇するようになるが、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えると、過給機を暖機する必要がなくなるので、前記制御部および前記流路制御手段により前記第２流路を作るようにしている。
【００１４】
これにより、前記低温冷却液循環路の冷却液が前記過給機に設けられるウォータジャケットに流通するようになるので、当該過給機が徐々に冷却されるようになる。
【００１５】
好ましくは、前記高温冷却液循環路には、冷却液を循環させるためのウォータポンプと、前記エンジンのウォータジャケットから取り出した冷却液を外気と熱交換するためのラジエータとが設けられ、前記低温冷却液循環路には、冷却液を循環させるための電動式ウォータポンプと、循環する冷却液を外気と熱交換するためのラジエータと、このラジエータをバイパスするとともに途中に前記過給機のウォータジャケットが直列に接続されるラジエータバイパス路と、前記エンジンのウォータジャケットの出口と前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの入口側部分とにそれらを連通するように接続される上流側連通路と、前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの出口側部分と前記高温冷却液循環路において前記ラジエータへの冷却液導入側とにそれらを連通するように接続される下流側連通路とが設けられる、構成とすることができる。
【００１６】
ここでは、高温冷却液循環路および低温冷却液循環路の構成を特定している。これにより、本発明を実施する形態が明らかになる。
【００１７】
好ましくは、前記流路制御手段は、前記ラジエータバイパス路に対する前記上流側連通路の接続部分に設置される上流側三方弁と、前記ラジエータバイパス路に対する前記下流側連通路の接続部分に設置される下流側三方弁とを含む構成とされ、前記上流側三方弁は、前記エンジンのウォータジャケットの冷却液を前記上流側連通路および前記ラジエータバイパス路を経て前記過給機のウォータジャケットに導く第１状態と、前記低温冷却液循環路の冷却液を前記ラジエータバイパス路から前記過給機のウォータジャケットに導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、前記下流側三方弁は、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記下流側流通路を経て前記高温冷却液循環路のラジエータに冷却液を導く第１状態と、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記低温冷却液循環路に冷却液を導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、前記制御部は、前記第１流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第１状態にさせるように制御する一方、前記第２流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第２状態にさせるように制御する、構成とすることができる。
【００１８】
ここでは、流路制御手段の構成を特定している。これにより、本発明を実施する形態が明らかになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置において、前記過給機の暖機が必要なときのみ当該過給機の昇温を促進することが可能になる。また、本発明に係るエンジン冷却装置は、前記過給機の暖機完了後に当該過給機の過剰昇温を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態の概略構成を示す図であり、三方弁が共に第１状態になっているときの冷却液の流れを示している。
【図２】本発明に係るエンジン冷却装置の一実施形態の概略構成を示す図であり、三方弁が共に第２状態になっているときの冷却液の流れを示している。
【図３】図１および図２のＥＣＵによる動作説明に用いるフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１から図３に、本発明の一実施形態を示している。この実施形態のエンジン１には、過給機２が付設されている。
【００２３】
この過給機２は、詳細に図示していないが、エンジン１の排気通路からタービンハウジングに流入する排気によってタービンが回転され、このタービンと一体的に回転されるコンプレッサによってエンジン１の吸気通路からコンプレッサハウジング内に吸入される吸気が圧縮（過給）され、この圧縮空気がエンジン１に吸気される。
【００２４】
このエンジン１に供給する圧縮吸気は、その密度が高められるとともに温度が上昇するので、この圧縮吸気を冷却するために、水冷式のインタークーラ３が設けられる。水冷式のインタークーラ３は、前記コンプレッサからの圧縮吸気と冷却液との間で熱交換するための熱交換器からなる。
【００２５】
この過給機２のタービンシャフト（図示省略）を回転自在に支持するための軸受部（図示省略）は、フローティングブッシュ（図示省略）を潤滑油で潤滑、冷却するようになっているが、前記軸受部が高温になるので、この軸受部をさらに冷却するために、過給機２のベアリングハウジング２ａにはウォータジャケット２ｂが設けられている。
【００２６】
このエンジン１には、高温冷却液循環路２０と、低温冷却液循環路３０とが付設されている。高温冷却液循環路２０と低温冷却液循環路３０とに充填される冷却液は、共に一般的なエチレングリコールの水溶液などの不凍液とされる。なお、本発明のエンジン冷却装置は、高温冷却液循環路２０と、低温冷却液循環路３０と、それに関連する構成要素とを備える構成になっている。
【００２７】
まず、高温冷却液循環路２０は、エンジン１のウォータジャケット１ａの冷却液を一旦外部に取り出してから戻すように閉ループとされており、その途中には、機械式のウォータポンプ２１と、ラジエータ２２とが少なくとも設けられている。
【００２８】
この高温冷却液循環路２０において、ウォータポンプ２１を作動させると図１および図２の実線矢印１００で示すように、冷却液が循環するようになる。この高温冷却液循環路２０において、エンジン１のウォータジャケット１ａから取り出される冷却液をラジエータ２２に導く領域が冷却液導入部２３とされ、ラジエータ２２からエンジン１のウォータジャケット１ａに冷却液を還流させる領域が冷却液還流部２４とされている。
【００２９】
ウォータポンプ２１は、高温冷却液循環路２０の冷却液還流部２４において冷却液流通方向の下流側に設けられている。このウォータポンプ２１は、機械式と呼ばれるものであり、図示していないが、エンジン１のクランクシャフトの回転動力を動力伝達装置（例えばプーリやベルトなどを含む）を介して伝達されて駆動される。ラジエータ２２は、高温冷却液循環路２０を循環する冷却液を外気と熱交換する熱交換器とされている。
【００３０】
次に、低温冷却液循環路３０は、水冷式のインタークーラ３を冷却するための冷却液が循環されるように閉ループとされており、その途中には、電動式のウォータポンプ３１と、ラジエータ３２とが少なくとも設けられている。
【００３１】
電動式のウォータポンプ３１は、低温冷却液循環路３０内で冷却液を循環させるものである。このウォータポンプ３１の動作は、下記エレクトロニックコントロールユニット（以下、ＥＣＵとする）５０により制御される。ラジエータ３２は、低温冷却液循環路３０内を循環する冷却液を外気と熱交換する熱交換器とされている。
【００３２】
この低温冷却液循環路３０において、ウォータポンプ３１を作動させると図１および図２の実線矢印２００で示すように、冷却液が循環するようになる。この低温冷却液循環路３０において、インタークーラ３からラジエータ３２に冷却液を導く領域が冷却液導入部３３とされ、ラジエータ３２からインタークーラ３に冷却液を還流させる領域が冷却液還流部３４とされている。
【００３３】
この実施形態の低温冷却液循環路３０には、ラジエータ３２をバイパスするためのラジエータバイパス路３５が設けられており、このラジエータバイパス路３５の途中には、過給機２のウォータジャケット２ｂが直列に接続されている。つまりラジエータバイパス路３５を流れる冷却液が過給機２のウォータジャケット２ｂを流通可能になっている。
【００３４】
また、この実施形態では、エンジン１のウォータジャケット１ａの出口１ｂとラジエータバイパス路３５において過給機２のウォータジャケット２ａの入口側部分とに、それらを連通するための上流側連通路３６が接続されている。また、ラジエータバイパス路３５において過給機２のウォータジャケット２ｂの出口側部分と高温冷却液循環路２０の取り出し路２３においてラジエータ２２寄り位置とに、それらを連通するための下流側連通路３７が接続されている。
【００３５】
さらに、ラジエータバイパス路３５に対する上流側連通路３６の接続部分には上流側三方弁４１が設けられていて、ラジエータバイパス路３５に対する下流側連通路３７の接続部分には下流側三方弁４２が設けられている。
【００３６】
上流側三方弁４１は、第１状態と、第２状態とに切り替えられる構成になっている。具体的に、上流側三方弁４１の第１状態とは、エンジン１のウォータジャケット１ａの冷却液を上流側連通路３６およびラジエータバイパス路３５を経て過給機２のウォータジャケット２ｂに導く状態のことである。また、上流側三方弁４１の第２状態とは、低温冷却液循環路３０の冷却液をラジエータバイパス路３５から過給機２のウォータジャケット２ｂに導く状態のことである。
【００３７】
下流側三方弁４２は、第１状態と、第２状態とに切り替えられる構成とされている。具体的に、下流側三方弁４２の第１状態とは、過給機２のウォータジャケット２ｂの出口側から下流側流通路３７を経て高温冷却液循環路２０のラジエータ２２に冷却液を導く状態のことである。また、下流側三方弁４２の第２状態とは、過給機２のウォータジャケット２ｂの出口側から低温冷却液循環路３０の冷却液導入部３３に冷却液を導く状態のことである。
【００３８】
これら２つの三方弁４１，４２は、電磁式または電動式とされており、その動作は、ＥＣＵ５０により制御される。２つの三方弁４１，４２が請求項に記載の「流路制御手段」を構成している。
【００３９】
ＥＣＵ５０は、例えばエンジンの各種動作を制御するためのエンジンコントロールコンピュータとされる。このＥＣＵ５０は、詳細に図示していないが、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（プログラムメモリ）、ＲＡＭ（データメモリ）、ならびにバックアップＲＡＭ（不揮発性メモリ）などを備える公知の構成とされる。
【００４０】
ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジンの停止時にその保存すべきデータなどを記憶する不揮発性のメモリである。
【００４１】
この実施形態では、前記既存のＥＣＵ５０に電動式のウォータポンプ３１および２つの三方弁４１，４２の動作を制御するための機能を装備させている。
【００４２】
この実施形態では、エンジン１のウォータジャケット１ａの出口１ｂに、そこを流通する冷却液の温度ｔｈｗ１を検出するための第１温度センサ４３が設けられており、また、低温冷却液循環路３０においてウォータポンプ３１の吐出側に、そこを流通する冷却液の温度ｔｈｗ２を検出するための第２温度センサ４４が設けられている。
【００４３】
第１、第２温度センサ４３，４４は、前記冷却液の温度に対応する信号を出力してＥＣＵ５０に入力する。そして、ＥＣＵ５０は、例えば第１温度センサ４３の出力信号の入力に基づいて冷却液温度ｔｈｗ１を検出し、この検出した冷却液温度ｔｈｗ１が所定の閾値Ｘ以下であるか否かを判定することによりエンジン１の暖機が完了したか否かを判断する処理を実行する他、第２温度センサ４４の出力信号の入力に基づいて冷却液温度ｔｈｗ２を検出し、この検出した冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下であるか否かを判定することにより上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を開閉制御する処理を実行するようになっている。
【００４４】
ちなみに、ＥＣＵ５０は、ｔｈｗ２≦Ｙであると判定した場合に、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第１状態にさせるように制御することにより第１流路（図１の一点鎖線矢印３００参照）を作る一方、ｔｈｗ２＞Ｙであると判定した場合に、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第２状態にさせるように制御することにより第２流路（図２の二点鎖線矢印４００参照）を作る。
【００４５】
なお、前記第１流路とは、過給機２のウォータジャケット２ｂにエンジン１のウォータジャケット１ａから取り出される冷却液を流通させるための暖機用流路のことである。この第１流路を作ると、比較的速やかに昇温するエンジン１の冷却液で過給機２が暖められるようになるので、過給機２のタービンシャフト支持用の軸受部（図示省略）の潤滑油粘度が比較的速やかに低くなって潤滑性が高められるようになる。その結果、前記軸受部のフリクションが小さくなるとともに前記軸受部の油膜ダンピングが良好になるなど、過給機２の動作安定化を図ることが可能になる。
【００４６】
また、前記第２流路とは、過給機２のウォータジャケット２ｂに低温冷却液循環路３０の冷却液を流通させるための通常温調用流路のことである。この第２流路を作ると、低温冷却液循環路３０の冷却液がインタークーラ３および過給機２のウォータジャケット２ｂを通過することにより過給機２の熱を回収し、その後、前記冷却液がラジエータ３２を通過することにより前記回収した熱がラジエータ３２により大気に放出されることになるので、低温冷却液循環路３０を循環する冷却液が過剰に昇温せずに所定の温度範囲に保たれるようになる。
【００４７】
さらに、前記閾値Ｙについては、過給機２のタービンシャフト支持用の軸受部（図示省略）の潤滑性を良好とする状態にさせるのに必要な前記低温冷却液循環路３０の冷却液温度ｔｈｗ２を実験またはシミュレーションにより把握し、この把握した結果に基づいて適宜（例えば約４０〜５０℃の範囲、好ましくは５０℃）に設定することができる。ところで、エンジン１が暖機完了した後における低温冷却液循環路３０の冷却液温度ｔｈｗ２の上限値は約５０℃となるので、このことも加味すると、前記閾値Ｙについては、前記上限値以下とすることが好ましいと言える。
【００４８】
ちなみに、低温冷却液循環路３０を循環する冷却液がインタークーラ３ならびに過給機のウォータジャケット２ｂを通過するときにそれらの熱を回収するので、ラジエータ３２の入口側付近の冷却液温度が高くなるが、ラジエータ３２を冷却液が通過すると当該冷却液の熱が大気に放出されるので、ラジエータ３２の出口側付近の冷却液温度が低くなる。つまり、低温冷却液循環路３０の冷却液導入部３３においてラジエータ３２の入口側付近の冷却液温度は、低温冷却液循環路３０の冷却液還流部３４においてラジエータ３２の出口側付近の冷却液温度に比べて高くなる。
【００４９】
次に、図３のフローチャートを参照して、ＥＣＵ５０による動作の一例を説明する。なお、図３に示すフローチャートはエンジン１が始動されたときにスタートされる。
【００５０】
このフローチャートがスタートされると、まず、ステップＳ１において、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第２状態にさせる。これにより、過給機２のウォータジャケット２ｂに低温冷却液循環路３０の冷却液を流通させるための第２流路（図２の二点鎖線矢印４００参照）が作られる。
【００５１】
続くステップＳ２において、第２温度センサ４４からの出力信号の入力に基づいて低温冷却液循環路３０におけるラジエータ３２の冷却液排出側の冷却液温度ｔｈｗ２を検出する。
【００５２】
この後、ステップＳ３において、前記ステップＳ２で検出した冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下であるか否かを判定する。
【００５３】
ここで、前記冷却液温度ｔｈｗ２が前記閾値Ｙを超えている場合つまり過給機２の暖機が不要である場合には前記ステップＳ３で否定判定し、前記ステップＳ２に戻る。
【００５４】
一方、前記冷却液温度ｔｈｗ２が所定の閾値Ｙ以下である場合つまり過給機２の暖機が必要である場合には前記ステップＳ３で肯定判定し、ステップＳ４に移る。
【００５５】
このステップＳ４では、上流側三方弁４１および下流側三方弁４２を共に第１状態にさせる。これにより、過給機２のウォータジャケット２ｂにエンジン１のウォータジャケット１ａから取り出される冷却液を流通させるための第１流路（図１の一点鎖線矢印３００参照）が作られる。
【００５６】
以上説明したような構成のエンジン冷却装置では、外気温が低い状況でエンジン１を始動したときにエンジン１のウォータジャケット１ａ内で比較的速やかに昇温する冷却液で過給機２を暖めることにより、当該過給機２のタービンシャフト支持用の軸受部（図示省略）の潤滑油粘度を可及的速やかに低くさせて潤滑性を高めるようにしている。
【００５７】
これにより、過給機２のフリクションを小さくすることが可能になって、過給機２の前記軸受部の油膜ダンピングが良好になるなど、過給機２の動作安定化を達成できるようになる。
【００５８】
しかも、過給機２の暖機が完了した後は、低温冷却液循環路３０の冷却液を過給機２のウォータジャケット２ｂに流通させることによって過給機２を冷却させるようにしているから、過給機２が過剰に昇温することを防止できるようになる。
【００５９】
このように、外気温が低い状況での過給機２の動作安定化と、エンジン１の暖機完了後における過給機２の過剰昇温防止とを両立することが可能になる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。
【００６１】
（１）上記実施形態では流路制御手段として２つの三方弁４１，４２を用いる例を挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図示していないが、例えば四方弁などに置き換えることが可能である。
【００６２】
このような四方弁を用いる場合には、例えば過給機２のウォータジャケット２ｂ内に冷却液を流通させない状態を作ることが可能になる。例えばエンジン１と電動機とを組み合わせたハイブリッド車両では、節電が重要になる。そこで、このようなハイブリッド車両に本発明に係るエンジン冷却装置を適用した場合において、外気温が低い状況でエンジン１を始動したときに上記した過給機２の暖機処理を行う前段階として、前記四方弁で過給機２のウォータジャケット２ｂ内に冷却液を流通させない状態とすることによりエンジン１の排気ガスにより過給機２を昇温させるようにしておいて、その間は電動式ウォータポンプ３１の作動を停止させるようにすることが可能になる。このようにすれば当該ウォータポンプ３１の作動に必要な電力を節約することが可能になる。そして、前記排気ガスによる昇温動作を所定時間行った後で上記過給機２の暖機処理を行うようにすれば過給機２の暖機を完了させるのに要する時間を短縮できるようになる。
【００６３】
（２）上記実施形態において、図示していないが、高温冷却液循環路２０にラジエータ２２をバイパスするためのラジエータバイパス路を設け、このラジエータバイパス路の途中に車室内に設置される暖房用熱交換器（ヒータコア）を直列に接続することが可能である。
【００６４】
この場合には、例えばエンジン１を冷間始動したときに、エンジン１のウォータジャケット１ａの冷却液をラジエータ２２に流通させない状態にして、前記ラジエータバイパス路に流通させる状態にすることが可能になる。そのようにすると、エンジン１を冷間始動してから比較的早い段階で車室内の暖房を行うことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路とを備えるエンジン冷却装置に好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１ エンジン
１ａ エンジンのウォータジャケット
２ 過給機
２ａ 過給機のベアリングハウジング
２ｂ ベアリングハウジングのウォータジャケット
３ インタークーラ
２０ 高温冷却液循環路
２１ ウォータポンプ
２２ ラジエータ
２３ 高温冷却液循環路の冷却液導入部
２４ 高温冷却液循環路の冷却液還流部
３０ 低温冷却液循環路
３１ ウォータポンプ
３２ ラジエータ
３３ 低温冷却液循環路の冷却液導入部
３４ 低温冷却液循環路の冷却液還流部
３５ 低温冷却液循環路のラジエータバイパス路
３６ 低温冷却液循環路の上流側連通路
３７ 低温冷却液循環路の下流側連通路
４１ 上流側三方弁
４２ 下流側三方弁
４４ 第２温度センサ
５０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、
前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路と、
前記過給機に設けられるウォータジャケットに前記エンジンから取り出される冷却液を流通させる第１流路または前記ウォータジャケットに前記低温冷却液循環路の冷却液を流通させる第２流路を作るための流路制御手段と、
前記流路制御手段の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下である場合に前記第１流路を作るように前記流路制御手段を制御する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン冷却装置において、
前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えている場合に、前記第２流路を作るように前記流路制御手段を制御する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン冷却装置において、
前記高温冷却液循環路には、冷却液を循環させるためのウォータポンプと、前記エンジンのウォータジャケットから取り出した冷却液を外気と熱交換するためのラジエータとが設けられ、
前記低温冷却液循環路には、冷却液を循環させるための電動式ウォータポンプと、循環する冷却液を外気と熱交換するためのラジエータと、このラジエータをバイパスするとともに途中に前記過給機のウォータジャケットが直列に接続されるラジエータバイパス路と、前記エンジンのウォータジャケットの出口と前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの入口側部分とにそれらを連通するように接続される上流側連通路と、前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの出口側部分と前記高温冷却液循環路において前記ラジエータへの冷却液導入側とにそれらを連通するように接続される下流側連通路とが設けられる、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジン冷却装置において、
前記流路制御手段は、前記ラジエータバイパス路に対する前記上流側連通路の接続部分に設置される上流側三方弁と、前記ラジエータバイパス路に対する前記下流側連通路の接続部分に設置される下流側三方弁とを含む構成とされ、
前記上流側三方弁は、前記エンジンのウォータジャケットの冷却液を前記上流側連通路および前記ラジエータバイパス路を経て前記過給機のウォータジャケットに導く第１状態と、前記低温冷却液循環路の冷却液を前記ラジエータバイパス路から前記過給機のウォータジャケットに導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、
前記下流側三方弁は、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記下流側流通路を経て前記高温冷却液循環路のラジエータに冷却液を導く第１状態と、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記低温冷却液循環路に冷却液を導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、
前記制御部は、前記第１流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第１状態にさせるように制御する一方、前記第２流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第２状態にさせるように制御する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項１】
過給機付きエンジンの冷却液を外部に取り出してから戻すための高温冷却液循環路と、
前記過給機のコンプレッサからの圧縮吸気を冷却するための水冷式のインタークーラに供給する冷却液が循環される低温冷却液循環路と、
前記過給機に設けられるウォータジャケットに前記エンジンから取り出される冷却液を流通させる第１流路または前記ウォータジャケットに前記低温冷却液循環路の冷却液を流通させる第２流路を作るための流路制御手段と、
前記流路制御手段の動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が所定の閾値以下である場合に前記第１流路を作るように前記流路制御手段を制御する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン冷却装置において、
前記制御部は、前記低温冷却液循環路の冷却液温度が前記所定の閾値を超えている場合に、前記第２流路を作るように前記流路制御手段を制御する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジン冷却装置において、
前記高温冷却液循環路には、冷却液を循環させるためのウォータポンプと、前記エンジンのウォータジャケットから取り出した冷却液を外気と熱交換するためのラジエータとが設けられ、
前記低温冷却液循環路には、冷却液を循環させるための電動式ウォータポンプと、循環する冷却液を外気と熱交換するためのラジエータと、このラジエータをバイパスするとともに途中に前記過給機のウォータジャケットが直列に接続されるラジエータバイパス路と、前記エンジンのウォータジャケットの出口と前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの入口側部分とにそれらを連通するように接続される上流側連通路と、前記ラジエータバイパス路において前記過給機のウォータジャケットの出口側部分と前記高温冷却液循環路において前記ラジエータへの冷却液導入側とにそれらを連通するように接続される下流側連通路とが設けられる、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載のエンジン冷却装置において、
前記流路制御手段は、前記ラジエータバイパス路に対する前記上流側連通路の接続部分に設置される上流側三方弁と、前記ラジエータバイパス路に対する前記下流側連通路の接続部分に設置される下流側三方弁とを含む構成とされ、
前記上流側三方弁は、前記エンジンのウォータジャケットの冷却液を前記上流側連通路および前記ラジエータバイパス路を経て前記過給機のウォータジャケットに導く第１状態と、前記低温冷却液循環路の冷却液を前記ラジエータバイパス路から前記過給機のウォータジャケットに導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、
前記下流側三方弁は、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記下流側流通路を経て前記高温冷却液循環路のラジエータに冷却液を導く第１状態と、前記過給機のウォータジャケットの出口側から前記低温冷却液循環路に冷却液を導く第２状態とに切り替えられる構成とされ、
前記制御部は、前記第１流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第１状態にさせるように制御する一方、前記第２流路を作るときに、前記上流側三方弁および前記下流側三方弁を共に前記第２状態にさせるように制御する、ことを特徴とするエンジン冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１１３１１８（Ｐ２０１３−１１３１１８Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５７２２５（Ｐ２０１１−２５７２２５）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
[ Back to top ]