エンジン冷却システム
【課題】エンジン内部温度を低下させることなく暖機を促進できる低コストのエンジン冷却システムを提供する。
【解決手段】エンジン冷却システム１００は、電動式ポンプ２と、電動式ポンプ２からエンジン１に冷媒を流通させる第１流路１０と、エンジン１からラジエータ５を経由して電動ポンプ２に冷媒を還流させる第２流路２０と、第２流路２０から分岐し、ラジエータ５を経由せずに第２流路２０と合流する第３流路３０と、第３流路３０に設けられた第１弁７０と、制御部６０を備えている。制御部６０は、エンジン１の始動後、エンジン１の温度が第１弁開弁温度に到達したとき、閉状態にある第１弁７０に対して電動式ポンプ２による冷媒の流通量を増大させ、第１弁７０が開状態になったとき、第１弁７０が開状態を維持しつつ電動式ポンプ２による冷媒の流通量を減少させるよう制御する。
【解決手段】エンジン冷却システム１００は、電動式ポンプ２と、電動式ポンプ２からエンジン１に冷媒を流通させる第１流路１０と、エンジン１からラジエータ５を経由して電動ポンプ２に冷媒を還流させる第２流路２０と、第２流路２０から分岐し、ラジエータ５を経由せずに第２流路２０と合流する第３流路３０と、第３流路３０に設けられた第１弁７０と、制御部６０を備えている。制御部６０は、エンジン１の始動後、エンジン１の温度が第１弁開弁温度に到達したとき、閉状態にある第１弁７０に対して電動式ポンプ２による冷媒の流通量を増大させ、第１弁７０が開状態になったとき、第１弁７０が開状態を維持しつつ電動式ポンプ２による冷媒の流通量を減少させるよう制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷媒を流通させる電動式ポンプを備えるエンジン冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンや軽油等を燃料とするエンジンでは、回転動力を得るために燃料を燃焼させているので、その運転中には高温になる。このため、これらのエンジンでは、冷媒を循環させて冷却するよう構成されている。一方、エンジンの始動時にはエンジンの内部温度が低く燃焼効率が悪いので、暖機が行われる。そこで、これらを両立すべく、エンジン始動時にはエンジン内部を流通する冷媒の流路を閉塞して冷媒の流通を遮断し、エンジンの暖機後に冷媒を流通させるシステムが利用されている。
【０００３】
エンジンを搭載した車両には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置やヒータコアなど熱と冷媒との間で熱交換を要するデバイスも搭載されている。このため、例えばＥＧＲ装置においては、排ガスを冷却するＥＧＲクーラが備えられている。このようなＥＧＲクーラは、冷媒の流通を遮断する時間が長時間に亘るとＥＧＲ装置の温度が上昇し故障に至る可能性がある。このため、エンジン側への冷媒の流通を遮断している場合でも、ＥＧＲクーラ内の冷媒を沸騰させないように冷媒を流通させる必要がある。そこで、このような構成の実現に対して利用可能な技術がある（例えば特許文献１および２）。
【０００４】
特許文献１には、ハイブリッド車両の冷却に用いられ、電動式ポンプを備えて構成される冷却装置が開示されている。この電動式ポンプから吐出された冷却水は、エンジンと電気装置とに流通される。エンジンの出口側流路には二方弁が設けられ、当該二方弁の出口側流路と、電気装置の出口側流路とが接続される。二方弁の出口側流路と電気装置の出口側流路とが接続された下流側にはサーモスタット弁が設けられ、冷却水は、当該冷却水の温度に応じてラジエータ側の流路、またはヒータコアおよびバイパス側の流路に流通される。ハイブリッド車両のエンジンが停止している場合において、ヒータコアを用いる暖房の要求がある時にのみ二方弁の流量を絞り、電気装置の発熱を利用する。これにより、エンジンの温度が低下しすぎないようにしている。
【０００５】
特許文献２には、電動ウォーターポンプを備えて構成される内燃機関の冷却水制御装置が開示されている。この電動ウォーターポンプの出口側通路は、エンジン側の冷却水通路と迂回通路とに分流し、エンジンの出口側で三方弁を経由して合流する。エンジンの暖機を促進する場合には、三方弁を制御して電動ウォーターポンプから吐出された冷却液を迂回通路に流通させる。一方、エンジンの暖機完了後は、三方弁を制御して電動ウォーターポンプから吐出された冷却液をエンジン側の冷却水通路に流通させる。三方弁の下流側にはヒータコアが配置され、エンジンの暖機に拘らず、冷却液はヒータコアに流通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８２８５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に開示された装置では、暖機運転後のエンジンへの冷却水（冷媒）の供給にあたり、エンジン側に冷たい冷却水が過度に流入してエンジンの内部温度が低下しないようにするために、開度調整が可能な二方弁や三方弁を利用している。しかしながら、このような二方弁や三方弁は高価であり冷却装置のコストアップにつながる、という問題があった。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、エンジンの内部温度を低下させることなく暖機を促進できる低コストのエンジン冷却システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るエンジン冷却システムの特徴構成は、冷媒の吐出量が制御可能な電動式ポンプと、前記電動式ポンプからエンジンに前記冷媒を流通させる第１流路と、前記エンジンからラジエータを経由して前記電動ポンプに前記冷媒を還流させる第２流路と、前記第２流路から分岐し、前記ラジエータを経由せずに前記第２流路と合流する第３流路と、前記第３流路に設けられ、付勢部材による付勢力を常に弁体に作用させると共に、前記弁体に作用するソレノイドによる吸着力の発生と解除を切り換え可能に構成し、閉状態にあるとき前記弁体の受圧面の一部分が弁座に当接し、前記受圧面のそれ以外の部分で前記冷媒の圧力を受ける構成を有する開閉弁と、前記エンジンの始動後、前記エンジンの温度が予め設定された開閉弁開弁温度に到達したとき、閉状態にある前記開閉弁の前記ソレノイドの吸着力を解除し、前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を増加させ、前記冷媒の圧力によって前記開閉弁が開状態になったとき、前記開閉弁が開状態を維持しつつ前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を減少させるよう制御する制御部と、を備えている点にある。
【００１０】
このような特徴構成とすれば、開度調整が可能な弁ではなく、安価で小型のオン／オフ弁を開閉弁として使用するので、低コストのエンジン冷却システムを実現することができる。また、冷媒の流通量を増加させて圧力をかけることにより開閉弁を開状態にした後は、開閉弁が開状態を維持しつつ冷媒の流通量を減少させるように電動式ポンプを制御する。これにより、エンジンの内部温度を過度に低下させることなく暖機が促進され、エンジンをいち早く燃焼効率の良い状態に移行できるので、燃費を向上させることができる。
【００１１】
一般的に、燃料噴射や排ガスの制御は、エンジン内部の冷媒の温度を基準に行うことが多い。したがって、本特徴構成によれば、冷媒の温度変化を最小限に抑えることができるので、燃料噴射や排ガス等の制御を安定して行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るエンジン冷却システムにおいては、前記弁体に作用する前記吸着力と前記付勢力は前記弁体を前記弁座に当接させる方向に発生し、前記弁体の前記受圧面に作用する前記冷媒の圧力は前記弁体を前記弁座から離間させる方向に発生するように前記開閉弁が構成されると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、ソレノイドによる吸着力と付勢部材による付勢力を併用して閉状態にするので、消費電力が低く出力が小さいソレノイドを使用することができると共に、確実に閉状態を維持することができる。また、冷媒の圧力を高めることで開弁できるので、確実に開状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジン冷却システムの構成を模式的に示したブロック図
【図２】第１弁の構成を模式的に示した断面図
【図３】第１弁の閉状態と開状態でのそれぞれの冷媒の流量と弁前後差圧との関係を示すグラフ
【図４】エンジン始動時から暖機完了までのエンジン内部の冷媒の流通量の変化を示すグラフ
【図５】エンジン始動時から暖機完了までのエンジンの内部温度変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。本発明の実施形態に係るエンジン冷却システム１００は、車両に設けられるエンジン１の暖機および冷却を効率良く行う機能を備えている。図１に、エンジン冷却システム１００の構成を模式的に示したブロック図を示す。エンジン冷却システム１００は、エンジン１、電動式ポンプ２、第１流路１０、第２流路２０、第３流路３０、第４流路４０、帰還流路５０、制御部６０等を備えて構成される。冷媒は電動式ポンプ２から吐出され、エンジン１、第１流路１０、第２流路２０、第３流路３０、第４流路４０、帰還流路５０を流通して電動式ポンプ２に帰還する。制御部６０は、ＣＰＵを中核部材としてエンジン１の暖機および冷却を行う種々の処理を行うための機能部がハードウェアまたはソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００１６】
電動式ポンプ２は、電動モータを駆動源とするので、エンジン１の運転状態とは無関係に作動、停止が可能である。また、電動式ポンプ２は、制御部６０の制御により、吐出する冷媒の量を変化させることができる。
【００１７】
第１流路１０は電動式ポンプ２から吐出された冷媒をエンジン１に流入させる流路である。エンジン１の内部には第１流路から連続して冷媒を流通させる流路が形成されている。エンジン１の内部を流通する冷媒は、エンジン１の熱を吸収して自らの温度を上昇させることでエンジン１の内部温度を低下させる。
【００１８】
第２流路２０は、エンジン１から流出した冷媒をラジエータ５と第２弁９０とを経由して電動式ポンプ２への帰還流路５０まで流通させる流路である。第２流路２０は、ラジエータ５に冷媒を流入するラジエータ入口流路２１と、ラジエータ５から冷媒が流出するラジエータ出口流路２２とから構成される。帰還流路５０を流通する冷媒は、電動式ポンプ２に流入する。
【００１９】
第３流路３０は、第２流路２０のラジエータ入口流路２１から分岐して、第１弁７０を経由して第４流路４０まで冷媒を流通させる流路である。「ラジエータ入口流路２１から分岐して」とは、図１に示すようにラジエータ入口流路２１から分岐するように流路を構成することだけでなく、エンジン１から直接分岐するように構成することも含む。なお、第１弁７０は特許請求の範囲に記載されている開閉弁の一例である。
【００２０】
本実施形態では、第１弁７０は第３流路３０の途中に設けられ、オン／オフ弁で構成される。すなわち、本発明に係る第１弁７０は、その開度を閉状態または開状態の２つの状態にのみ切り替え可能な弁である。したがって、安価な弁を用いることが可能である。また、第３流路３０は第２流路２０よりも流路の断面積を小さくすることができるので、小型の弁を用いることが可能である。第１弁７０の詳細な構造は後述する。
【００２１】
第４流路４０は、第１流路１０から分岐した冷媒を、ＥＧＲクーラ３、ヒータコア４を経由して帰還流路５０まで流通させる流路である。「第１流路１０から分岐して」とは、図１に示すように第１流路１０から分岐するように構成することだけでなく、電動式ポンプ２から直接分岐するように構成することも含む。ＥＧＲクーラ３は、エンジン１の燃焼後の排ガスを冷却する熱交換デバイスである。エンジン冷却システム１００では、ＥＧＲクーラ３を流通する冷媒の流路である第４流路４０とエンジン１を流通する冷媒の流路である第１流路１０、第２流路２０を分けて設けている。これにより、ＥＧＲクーラ３とエンジン１とにそれぞれ独立して冷媒を流通させることが可能となる。
【００２２】
ＥＧＲクーラ３の下流側には、ヒータコア４が備えられる。第３流路３０はＥＧＲクーラ３とヒータコア４との間で第４流路４０と合流する。第４流路４０は、ヒータコア４の下流側で帰還流路５０につながっており、冷媒は帰還流路５０を通って電動式ポンプ２に還流する。よって、電動式ポンプ２を作動させれば、第１弁７０と第２弁９０とが閉状態であっても、第４流路４０内に冷媒を循環させることができる。
【００２３】
第２弁９０は、ラジエータ出口流路２２に設けられる。第２弁９０はリニア制御弁であり、弁開度に応じて第２流路２０を流通する冷媒の量を変えることができる。第２弁９０は、所謂サーモスタット弁で構成される。第２弁９０は、予め設定された温度で開弁し始める。制御部６０は第２弁９０の弁開度を制御しない。第２弁９０は内部に感温ワックスを備えており、図１に示すようにヒータコア４の下流の第４流路４０の冷媒の熱が感温ワックスに加えられるように構成される。感温ワックスに加えられた熱の量（温度）に応じて弁開度が変化する。
【００２４】
以上のように、本実施形態においては、第２流路２０、第３流路３０、および第４流路４０は帰還流路５０を共有して、並列状態で構成される。すなわち、第２流路２０と帰還流路５０とからなる流路と、第３流路３０と帰還流路５０とからなる流路と、第４流路４０と帰還流路５０とからなる流路とが、帰還流路５０を共有して構成される。
【００２５】
制御部６０は、エンジン１の内部に設けられた温度センサ６によって検出される冷媒の温度に基づいて、電動式ポンプ２および第１弁７０を制御する。具体的には、第２弁９０の開弁開始温度よりも低温かつ予め設定された第１弁開弁温度Ｔ１で第１弁７０を開弁させるように、電動式ポンプ２および第１弁７０を制御する。第１弁開弁温度Ｔ１とは特許請求の範囲に記載されている開閉弁開弁温度のことである。
【００２６】
温度センサ６による温度の検出は、第１弁７０が開状態となった後も継続して行われる。検出された温度により、電動式ポンプ２から吐出される冷媒の量を制御するためである。
【００２７】
次に、第１弁７０の構造と動作について、図２を用いて説明する。図２は、第１弁７０の構成を模式的に示した断面図を示す。図２（ａ）は第１弁７０の閉状態を示し、図２（ｂ）は開状態を示す。第１弁７０は、ハウジング７１と、弁座７２から離間する位置と当該弁座７２に当接する位置とに移動可能に支持された弁体７３と、弁体７３を付勢して当該弁体７３を弁座７２に当接させる付勢部材７４と、通電により弁体７３と弁座７２との当接をより強くして閉状態にするソレノイド７５とを備えている。
【００２８】
ハウジング７１は、冷媒流入路７６と、冷媒流出路７７と、冷媒流入路７６に対して同芯状に対向するように形成された開口部７８と、開口部７８を密閉するカバー７９とを備え、冷媒流出路７７は冷媒流入路７６に対して直交する方向に設けられている。
【００２９】
ソレノイド７５は、図示しないコネクタにより駆動回路に電気的に接続され、鉄等の磁性体から成る外径部８０および内径部８１を備えた二重筒状に形成されたボディ８２と、ボディ８２の内部に同芯状に装着された絶縁材料製のボビン８３と、ボビン８３に巻き付けられた絶縁銅線８４とを備えている。ボディ８２は、内径部８１の内側に冷媒流入路７６が同芯状に入り込むようにハウジング７１に装着されている。
【００３０】
弁座７２は、ボディ８２のカバー７９の側に臨む端面に形成されている。弁体７３は、例えばカバー７９に形成された筒状の軸受部８５によって、弁座７２から離間する位置と当該弁座７２に当接する位置とに亘って移動可能に支持されている。付勢部材７４は、カバー７９と弁体７３との間に装着された圧縮コイルスプリングで構成されている。圧縮コイルスプリングによる付勢力は、弁体７３を弁座７２に当接させる方向に発生する。
【００３１】
第１弁７０を閉弁状態にするには、付勢部材７４による付勢力に加え、ソレノイド７５による吸着力を併用する。弁体７３は鉄等の磁性体で形成され、ソレノイド７５が通電により励磁されると、弁体７３がボディ８２に形成された弁座７２に当接される方向に吸着力が発生し、弁体７３と弁座７２との当接がより強くなり閉弁状態となる。正確には、弁体７３の受圧面７３ａ全体が弁座７２に当接しているわけではなく、受圧面７３ａの一部分が弁座７２に当接し、受圧面７３ａのその他の部分は冷媒流入路７６に対向している。ソレノイド７５への通電のオン／オフは制御部６０により制御される。
【００３２】
ソレノイド７５への通電がオフになって吸着力が解除されても、電動式ポンプ２が停止状態であれば、第３流路３０（冷媒流入路７６）にある冷媒によって弁体７３が受ける圧力は付勢部材７４による付勢力より小さい。したがって、第１弁７０は、付勢部材７４の付勢力により弁体７３が弁座７２に当接して閉状態を維持している。電動式ポンプ２が作動状態であったとしても、冷媒流入路７６にある冷媒によって弁体７３が受ける圧力が付勢部材７４の付勢力より小さければ、第１弁７０は閉状態を維持する。
【００３３】
したがって、第１弁７０を開状態にするためには、ソレノイド７５への通電がオフであることに加え、冷媒流入路７６にある冷媒によって弁体７３が受ける圧力が付勢部材７４の付勢力を上回るように電動式ポンプ２から冷媒が吐出される必要がある。第１弁７０が開状態になると、冷媒は冷媒流入路７６から冷媒流出路７７へ流通する。
【００３４】
一旦第１弁７０が開状態となると、電動式ポンプ２からの冷媒の吐出量を減少させても、弁体７３は弁座７２に当接しない。これは以下の理由による。閉状態で冷媒の圧力を受けるのは、受圧面７３ａのうち冷媒流入路７６に対向している部分である。以下、この部分を受圧部７３ｂとする。一方、開状態では受圧面７３ａ全体が冷媒の圧力を受ける。
【００３５】
受圧部７３ｂの面積は受圧面７３ａの面積より小さい。よって、付勢部材７４の付勢力を上回る力を受圧部７３ｂに与えて開弁させるには、電動式ポンプ２から吐出される冷媒の量を増加させて受圧部７３ｂが受ける圧力を高める必要がある。一方、一旦第１弁７０が開状態になれば、受圧面７３ａは受圧部７３ｂより面積が大きいので、電動式ポンプ２からの冷媒の吐出量を減少させて受圧面７３ａが受ける圧力を低下させても、受圧面７３ａに作用する力を付勢部材７４の付勢力よりも大きくして開状態を維持することができる。
【００３６】
図３に、第１弁７０の閉状態と開状態でのそれぞれの冷媒の流量を横軸に取り、冷媒流入路７６に発生する圧力と冷媒流出路７７に発生する圧力の差である弁前後差圧を縦軸に取ったグラフを示す。図３において、「閉状態」のグラフで弁前後差圧がＸとなるように受圧部７３ｂが受ける圧力が、付勢部材７４の付勢力に等しい。したがって、これより大きい圧力であれば弁体７３は開状態となる。図３の「開状態」のグラフより、一旦開状態になると、Ｘより小さい弁前後差圧に低下させても、弁体７３が弁座７２に当接することなく、冷媒が流通するのがわかる。
【００３７】
第１弁７０を再度閉弁するためには、電動式ポンプ２を停止させて冷媒の流通を止めてからソレノイド７５に通電する。冷媒の流通に抗して閉弁する必要はないので、ソレノイド７５の出力は小さくてもよい。
【００３８】
次に、エンジン１が常温（例えば２０℃）で始動してから暖機が完了するまでのエンジン冷却システム１００が行う処理について、エンジン１の始動時から暖機完了までのエンジン１の内部の冷媒の流通量の変化を示すグラフ（図４）およびエンジン１の内部温度の変化を示すグラフ（図５）を用いて説明する。
【００３９】
エンジン冷却システム１００の第１弁７０および第２弁９０は、エンジン１の始動前には閉状態にある。エンジン１を始動させた後も、電動式ポンプ２はすぐには作動せず停止したままである。この状態では、冷媒は、第１流路１０、第２流路２０、第３流路３０、第４流路４０のいずれにも流通しない。もし、ＥＧＲクーラ３の内部にある冷媒が沸騰しそうな温度になったことが不図示の温度センサにより検出、または推定されたときは、制御部６０は電動式ポンプ２を作動させ、第４流路４０と帰還流路５０に低流量で冷媒を流通させる。このときは第１弁７０および第２弁９０は閉状態のままなので、エンジン１の内部の冷媒は流通しない。よって、エンジン１の暖機が促進されたまま、ＥＧＲクーラ３の内部にある冷媒の沸騰を回避できる。ＥＧＲクーラ３にある冷媒が沸騰する温度に達しない場合には、エンジン１の内部温度が第１弁開弁温度Ｔ１に到達するまで、電動式ポンプ２は作動しない。
【００４０】
エンジン１の暖機が進みエンジン１の内部温度が第１弁開弁温度Ｔ１に達すると、制御部６０は、第１弁７０のソレノイド７５への通電をオフにする制御を行う。その後、短時間だけ冷媒の吐出量を増やすように電動式ポンプ２を制御する。具体的には、上述したように、弁体７３の受圧部７３ｂが受ける圧力が付勢部材７４の付勢力を上回るような吐出量にする。急増した吐出量による冷媒の圧力は第３流路３０につながる第１弁７０の冷媒流入路７６に伝わり、第１弁７０は開弁する。なお、第１弁７０が開状態になったかどうかは制御部６０では検出できない。そのため、第１弁７０を確実に開状態にするためには、制御部６０は、弁体７３の受圧部７３ｂが受ける圧力が付勢部材７４の付勢力を確実に上回る吐出量となるように電動式ポンプ２を制御することが必要である。
【００４１】
一旦第１弁７０が開状態になれば、制御部６０は増加させた冷媒の吐出量を減少させて低流量の冷媒を流通させるように電動式ポンプ２を制御する。第１弁７０が開状態になったことにより、エンジン１の内部を冷媒が流通し始める。しかし、エンジン１の内部温度が大きく低下することはない。これは、エンジン１の内部を流通する冷媒が低流量であることによる。図４では、低流量時の冷媒の流通量は一定になっているが、図５のエンジン１の内部温度の上昇の程度により流量を制御する。
【００４２】
エンジン１の内部温度と第１流路１０、第３流路３０、第４流路４０、帰還流路５０を流通する冷媒の温度が均一化されると、制御部６０は冷媒の吐出量を低流量時よりも増加させるように電動式ポンプ２を制御する。エンジン１の内部を流通する冷媒の流量は内部温度や運転状態に応じて変化する。その後、ヒータコア４の下流の第４流路４０の冷媒の温度が第２弁９０の開弁開始温度に達すると、第２弁９０は自動的に開弁し始める。これにより、第２流路２０を冷媒が流通してラジエータ５により冷却される。
【００４３】
エンジン１の内部の発熱とラジエータ５の放熱を、電動式ポンプ２と第２弁９０で調整することで、エンジン１の内部温度は一定になり、エンジン１の暖機が完了する。エンジン冷却システム１００は、上記のようなフローに沿って暖機が行われる。このように、エンジン冷却システム１００では、暖機が進んでエンジン１の内部温度が高くなってから第２弁９０の開弁を開始してラジエータ５に冷媒を流通させ始めることができると共に、第２弁９０の弁開度を連続的に変化させることができる。これにより、エンジン１の内部温度を過度に低下させることなく暖機が促進され、エンジン１を短時間に燃焼効率の良い状態に移行できるので、燃費を向上させることができる。
【００４４】
このようにエンジン冷却システム１００によれば、冷却効果の大きいラジエータ５につながる第２流路２０に冷媒を流通させるよりも先に、第３流路３０に低流量の冷媒を流通させるので、エンジン１の暖機中に、エンジン１の内部を流通する冷媒の量を少なくして、エンジン１の暖機を促進することができる。したがって、エンジン１を短時間で燃焼効率の良い状態に移行でき、燃費を向上させることができる。ここで、エンジン冷却システム１００は、第１弁７０として安価なオン／オフ弁を使用しているので、システム全体を低コストで実現することが可能となる。また、一般的に、燃料噴射や排ガスの制御は、エンジン１の内部の冷媒の温度を基準に行うことが多い。したがって、エンジン冷却システム１００によれば、冷媒の温度変化を最小限に抑えることができるので、燃料噴射や排ガス等の制御を安定して行うことが可能となる。
【００４５】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第３流路３０はヒータコア４の上流側で第４流路４０と合流している。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第３流路３０がヒータコア４の下流側で第４流路４０と合流するように構成することも当然に可能である。
【００４６】
上記実施形態では、第３流路３０は、第４流路４０と合流してから帰還流路５０と合流している。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第３流路３０が第４流路４０と合流せずに、帰還流路５０と直接合流するように構成することも当然に可能である。
【００４７】
上記実施形態では、第１弁７０は、第３流路３０に設けられていた。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、第１弁７０をエンジン１の上流側である第１流路１０に設けることも当然に可能である。
【００４８】
上記実施形態では、第２弁９０の形態については何ら説明しなかったが、アウトレットサーモ式でも、インレットサーモ式でも可能である。
【００４９】
本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷媒を流通させるポンプを備えるエンジン冷却システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ エンジン
２ 電動式ポンプ
５ ラジエータ
１０ 第１流路
２０ 第２流路
３０ 第３流路
６０ 制御部
７０ 第１弁
７２ 弁座
７３ 弁体
７４ 付勢部材
７５ ソレノイド
９０ 第２弁
１００ エンジン冷却システム
Ｔ１ 第１弁開弁温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷媒を流通させる電動式ポンプを備えるエンジン冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンや軽油等を燃料とするエンジンでは、回転動力を得るために燃料を燃焼させているので、その運転中には高温になる。このため、これらのエンジンでは、冷媒を循環させて冷却するよう構成されている。一方、エンジンの始動時にはエンジンの内部温度が低く燃焼効率が悪いので、暖機が行われる。そこで、これらを両立すべく、エンジン始動時にはエンジン内部を流通する冷媒の流路を閉塞して冷媒の流通を遮断し、エンジンの暖機後に冷媒を流通させるシステムが利用されている。
【０００３】
エンジンを搭載した車両には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置やヒータコアなど熱と冷媒との間で熱交換を要するデバイスも搭載されている。このため、例えばＥＧＲ装置においては、排ガスを冷却するＥＧＲクーラが備えられている。このようなＥＧＲクーラは、冷媒の流通を遮断する時間が長時間に亘るとＥＧＲ装置の温度が上昇し故障に至る可能性がある。このため、エンジン側への冷媒の流通を遮断している場合でも、ＥＧＲクーラ内の冷媒を沸騰させないように冷媒を流通させる必要がある。そこで、このような構成の実現に対して利用可能な技術がある（例えば特許文献１および２）。
【０００４】
特許文献１には、ハイブリッド車両の冷却に用いられ、電動式ポンプを備えて構成される冷却装置が開示されている。この電動式ポンプから吐出された冷却水は、エンジンと電気装置とに流通される。エンジンの出口側流路には二方弁が設けられ、当該二方弁の出口側流路と、電気装置の出口側流路とが接続される。二方弁の出口側流路と電気装置の出口側流路とが接続された下流側にはサーモスタット弁が設けられ、冷却水は、当該冷却水の温度に応じてラジエータ側の流路、またはヒータコアおよびバイパス側の流路に流通される。ハイブリッド車両のエンジンが停止している場合において、ヒータコアを用いる暖房の要求がある時にのみ二方弁の流量を絞り、電気装置の発熱を利用する。これにより、エンジンの温度が低下しすぎないようにしている。
【０００５】
特許文献２には、電動ウォーターポンプを備えて構成される内燃機関の冷却水制御装置が開示されている。この電動ウォーターポンプの出口側通路は、エンジン側の冷却水通路と迂回通路とに分流し、エンジンの出口側で三方弁を経由して合流する。エンジンの暖機を促進する場合には、三方弁を制御して電動ウォーターポンプから吐出された冷却液を迂回通路に流通させる。一方、エンジンの暖機完了後は、三方弁を制御して電動ウォーターポンプから吐出された冷却液をエンジン側の冷却水通路に流通させる。三方弁の下流側にはヒータコアが配置され、エンジンの暖機に拘らず、冷却液はヒータコアに流通される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８２８５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および２に開示された装置では、暖機運転後のエンジンへの冷却水（冷媒）の供給にあたり、エンジン側に冷たい冷却水が過度に流入してエンジンの内部温度が低下しないようにするために、開度調整が可能な二方弁や三方弁を利用している。しかしながら、このような二方弁や三方弁は高価であり冷却装置のコストアップにつながる、という問題があった。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、エンジンの内部温度を低下させることなく暖機を促進できる低コストのエンジン冷却システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るエンジン冷却システムの特徴構成は、冷媒の吐出量が制御可能な電動式ポンプと、前記電動式ポンプからエンジンに前記冷媒を流通させる第１流路と、前記エンジンからラジエータを経由して前記電動ポンプに前記冷媒を還流させる第２流路と、前記第２流路から分岐し、前記ラジエータを経由せずに前記第２流路と合流する第３流路と、前記第３流路に設けられ、付勢部材による付勢力を常に弁体に作用させると共に、前記弁体に作用するソレノイドによる吸着力の発生と解除を切り換え可能に構成し、閉状態にあるとき前記弁体の受圧面の一部分が弁座に当接し、前記受圧面のそれ以外の部分で前記冷媒の圧力を受ける構成を有する開閉弁と、前記エンジンの始動後、前記エンジンの温度が予め設定された開閉弁開弁温度に到達したとき、閉状態にある前記開閉弁の前記ソレノイドの吸着力を解除し、前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を増加させ、前記冷媒の圧力によって前記開閉弁が開状態になったとき、前記開閉弁が開状態を維持しつつ前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を減少させるよう制御する制御部と、を備えている点にある。
【００１０】
このような特徴構成とすれば、開度調整が可能な弁ではなく、安価で小型のオン／オフ弁を開閉弁として使用するので、低コストのエンジン冷却システムを実現することができる。また、冷媒の流通量を増加させて圧力をかけることにより開閉弁を開状態にした後は、開閉弁が開状態を維持しつつ冷媒の流通量を減少させるように電動式ポンプを制御する。これにより、エンジンの内部温度を過度に低下させることなく暖機が促進され、エンジンをいち早く燃焼効率の良い状態に移行できるので、燃費を向上させることができる。
【００１１】
一般的に、燃料噴射や排ガスの制御は、エンジン内部の冷媒の温度を基準に行うことが多い。したがって、本特徴構成によれば、冷媒の温度変化を最小限に抑えることができるので、燃料噴射や排ガス等の制御を安定して行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るエンジン冷却システムにおいては、前記弁体に作用する前記吸着力と前記付勢力は前記弁体を前記弁座に当接させる方向に発生し、前記弁体の前記受圧面に作用する前記冷媒の圧力は前記弁体を前記弁座から離間させる方向に発生するように前記開閉弁が構成されると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、ソレノイドによる吸着力と付勢部材による付勢力を併用して閉状態にするので、消費電力が低く出力が小さいソレノイドを使用することができると共に、確実に閉状態を維持することができる。また、冷媒の圧力を高めることで開弁できるので、確実に開状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジン冷却システムの構成を模式的に示したブロック図
【図２】第１弁の構成を模式的に示した断面図
【図３】第１弁の閉状態と開状態でのそれぞれの冷媒の流量と弁前後差圧との関係を示すグラフ
【図４】エンジン始動時から暖機完了までのエンジン内部の冷媒の流通量の変化を示すグラフ
【図５】エンジン始動時から暖機完了までのエンジンの内部温度変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。本発明の実施形態に係るエンジン冷却システム１００は、車両に設けられるエンジン１の暖機および冷却を効率良く行う機能を備えている。図１に、エンジン冷却システム１００の構成を模式的に示したブロック図を示す。エンジン冷却システム１００は、エンジン１、電動式ポンプ２、第１流路１０、第２流路２０、第３流路３０、第４流路４０、帰還流路５０、制御部６０等を備えて構成される。冷媒は電動式ポンプ２から吐出され、エンジン１、第１流路１０、第２流路２０、第３流路３０、第４流路４０、帰還流路５０を流通して電動式ポンプ２に帰還する。制御部６０は、ＣＰＵを中核部材としてエンジン１の暖機および冷却を行う種々の処理を行うための機能部がハードウェアまたはソフトウェア或いはその両方で構築されている。
【００１６】
電動式ポンプ２は、電動モータを駆動源とするので、エンジン１の運転状態とは無関係に作動、停止が可能である。また、電動式ポンプ２は、制御部６０の制御により、吐出する冷媒の量を変化させることができる。
【００１７】
第１流路１０は電動式ポンプ２から吐出された冷媒をエンジン１に流入させる流路である。エンジン１の内部には第１流路から連続して冷媒を流通させる流路が形成されている。エンジン１の内部を流通する冷媒は、エンジン１の熱を吸収して自らの温度を上昇させることでエンジン１の内部温度を低下させる。
【００１８】
第２流路２０は、エンジン１から流出した冷媒をラジエータ５と第２弁９０とを経由して電動式ポンプ２への帰還流路５０まで流通させる流路である。第２流路２０は、ラジエータ５に冷媒を流入するラジエータ入口流路２１と、ラジエータ５から冷媒が流出するラジエータ出口流路２２とから構成される。帰還流路５０を流通する冷媒は、電動式ポンプ２に流入する。
【００１９】
第３流路３０は、第２流路２０のラジエータ入口流路２１から分岐して、第１弁７０を経由して第４流路４０まで冷媒を流通させる流路である。「ラジエータ入口流路２１から分岐して」とは、図１に示すようにラジエータ入口流路２１から分岐するように流路を構成することだけでなく、エンジン１から直接分岐するように構成することも含む。なお、第１弁７０は特許請求の範囲に記載されている開閉弁の一例である。
【００２０】
本実施形態では、第１弁７０は第３流路３０の途中に設けられ、オン／オフ弁で構成される。すなわち、本発明に係る第１弁７０は、その開度を閉状態または開状態の２つの状態にのみ切り替え可能な弁である。したがって、安価な弁を用いることが可能である。また、第３流路３０は第２流路２０よりも流路の断面積を小さくすることができるので、小型の弁を用いることが可能である。第１弁７０の詳細な構造は後述する。
【００２１】
第４流路４０は、第１流路１０から分岐した冷媒を、ＥＧＲクーラ３、ヒータコア４を経由して帰還流路５０まで流通させる流路である。「第１流路１０から分岐して」とは、図１に示すように第１流路１０から分岐するように構成することだけでなく、電動式ポンプ２から直接分岐するように構成することも含む。ＥＧＲクーラ３は、エンジン１の燃焼後の排ガスを冷却する熱交換デバイスである。エンジン冷却システム１００では、ＥＧＲクーラ３を流通する冷媒の流路である第４流路４０とエンジン１を流通する冷媒の流路である第１流路１０、第２流路２０を分けて設けている。これにより、ＥＧＲクーラ３とエンジン１とにそれぞれ独立して冷媒を流通させることが可能となる。
【００２２】
ＥＧＲクーラ３の下流側には、ヒータコア４が備えられる。第３流路３０はＥＧＲクーラ３とヒータコア４との間で第４流路４０と合流する。第４流路４０は、ヒータコア４の下流側で帰還流路５０につながっており、冷媒は帰還流路５０を通って電動式ポンプ２に還流する。よって、電動式ポンプ２を作動させれば、第１弁７０と第２弁９０とが閉状態であっても、第４流路４０内に冷媒を循環させることができる。
【００２３】
第２弁９０は、ラジエータ出口流路２２に設けられる。第２弁９０はリニア制御弁であり、弁開度に応じて第２流路２０を流通する冷媒の量を変えることができる。第２弁９０は、所謂サーモスタット弁で構成される。第２弁９０は、予め設定された温度で開弁し始める。制御部６０は第２弁９０の弁開度を制御しない。第２弁９０は内部に感温ワックスを備えており、図１に示すようにヒータコア４の下流の第４流路４０の冷媒の熱が感温ワックスに加えられるように構成される。感温ワックスに加えられた熱の量（温度）に応じて弁開度が変化する。
【００２４】
以上のように、本実施形態においては、第２流路２０、第３流路３０、および第４流路４０は帰還流路５０を共有して、並列状態で構成される。すなわち、第２流路２０と帰還流路５０とからなる流路と、第３流路３０と帰還流路５０とからなる流路と、第４流路４０と帰還流路５０とからなる流路とが、帰還流路５０を共有して構成される。
【００２５】
制御部６０は、エンジン１の内部に設けられた温度センサ６によって検出される冷媒の温度に基づいて、電動式ポンプ２および第１弁７０を制御する。具体的には、第２弁９０の開弁開始温度よりも低温かつ予め設定された第１弁開弁温度Ｔ１で第１弁７０を開弁させるように、電動式ポンプ２および第１弁７０を制御する。第１弁開弁温度Ｔ１とは特許請求の範囲に記載されている開閉弁開弁温度のことである。
【００２６】
温度センサ６による温度の検出は、第１弁７０が開状態となった後も継続して行われる。検出された温度により、電動式ポンプ２から吐出される冷媒の量を制御するためである。
【００２７】
次に、第１弁７０の構造と動作について、図２を用いて説明する。図２は、第１弁７０の構成を模式的に示した断面図を示す。図２（ａ）は第１弁７０の閉状態を示し、図２（ｂ）は開状態を示す。第１弁７０は、ハウジング７１と、弁座７２から離間する位置と当該弁座７２に当接する位置とに移動可能に支持された弁体７３と、弁体７３を付勢して当該弁体７３を弁座７２に当接させる付勢部材７４と、通電により弁体７３と弁座７２との当接をより強くして閉状態にするソレノイド７５とを備えている。
【００２８】
ハウジング７１は、冷媒流入路７６と、冷媒流出路７７と、冷媒流入路７６に対して同芯状に対向するように形成された開口部７８と、開口部７８を密閉するカバー７９とを備え、冷媒流出路７７は冷媒流入路７６に対して直交する方向に設けられている。
【００２９】
ソレノイド７５は、図示しないコネクタにより駆動回路に電気的に接続され、鉄等の磁性体から成る外径部８０および内径部８１を備えた二重筒状に形成されたボディ８２と、ボディ８２の内部に同芯状に装着された絶縁材料製のボビン８３と、ボビン８３に巻き付けられた絶縁銅線８４とを備えている。ボディ８２は、内径部８１の内側に冷媒流入路７６が同芯状に入り込むようにハウジング７１に装着されている。
【００３０】
弁座７２は、ボディ８２のカバー７９の側に臨む端面に形成されている。弁体７３は、例えばカバー７９に形成された筒状の軸受部８５によって、弁座７２から離間する位置と当該弁座７２に当接する位置とに亘って移動可能に支持されている。付勢部材７４は、カバー７９と弁体７３との間に装着された圧縮コイルスプリングで構成されている。圧縮コイルスプリングによる付勢力は、弁体７３を弁座７２に当接させる方向に発生する。
【００３１】
第１弁７０を閉弁状態にするには、付勢部材７４による付勢力に加え、ソレノイド７５による吸着力を併用する。弁体７３は鉄等の磁性体で形成され、ソレノイド７５が通電により励磁されると、弁体７３がボディ８２に形成された弁座７２に当接される方向に吸着力が発生し、弁体７３と弁座７２との当接がより強くなり閉弁状態となる。正確には、弁体７３の受圧面７３ａ全体が弁座７２に当接しているわけではなく、受圧面７３ａの一部分が弁座７２に当接し、受圧面７３ａのその他の部分は冷媒流入路７６に対向している。ソレノイド７５への通電のオン／オフは制御部６０により制御される。
【００３２】
ソレノイド７５への通電がオフになって吸着力が解除されても、電動式ポンプ２が停止状態であれば、第３流路３０（冷媒流入路７６）にある冷媒によって弁体７３が受ける圧力は付勢部材７４による付勢力より小さい。したがって、第１弁７０は、付勢部材７４の付勢力により弁体７３が弁座７２に当接して閉状態を維持している。電動式ポンプ２が作動状態であったとしても、冷媒流入路７６にある冷媒によって弁体７３が受ける圧力が付勢部材７４の付勢力より小さければ、第１弁７０は閉状態を維持する。
【００３３】
したがって、第１弁７０を開状態にするためには、ソレノイド７５への通電がオフであることに加え、冷媒流入路７６にある冷媒によって弁体７３が受ける圧力が付勢部材７４の付勢力を上回るように電動式ポンプ２から冷媒が吐出される必要がある。第１弁７０が開状態になると、冷媒は冷媒流入路７６から冷媒流出路７７へ流通する。
【００３４】
一旦第１弁７０が開状態となると、電動式ポンプ２からの冷媒の吐出量を減少させても、弁体７３は弁座７２に当接しない。これは以下の理由による。閉状態で冷媒の圧力を受けるのは、受圧面７３ａのうち冷媒流入路７６に対向している部分である。以下、この部分を受圧部７３ｂとする。一方、開状態では受圧面７３ａ全体が冷媒の圧力を受ける。
【００３５】
受圧部７３ｂの面積は受圧面７３ａの面積より小さい。よって、付勢部材７４の付勢力を上回る力を受圧部７３ｂに与えて開弁させるには、電動式ポンプ２から吐出される冷媒の量を増加させて受圧部７３ｂが受ける圧力を高める必要がある。一方、一旦第１弁７０が開状態になれば、受圧面７３ａは受圧部７３ｂより面積が大きいので、電動式ポンプ２からの冷媒の吐出量を減少させて受圧面７３ａが受ける圧力を低下させても、受圧面７３ａに作用する力を付勢部材７４の付勢力よりも大きくして開状態を維持することができる。
【００３６】
図３に、第１弁７０の閉状態と開状態でのそれぞれの冷媒の流量を横軸に取り、冷媒流入路７６に発生する圧力と冷媒流出路７７に発生する圧力の差である弁前後差圧を縦軸に取ったグラフを示す。図３において、「閉状態」のグラフで弁前後差圧がＸとなるように受圧部７３ｂが受ける圧力が、付勢部材７４の付勢力に等しい。したがって、これより大きい圧力であれば弁体７３は開状態となる。図３の「開状態」のグラフより、一旦開状態になると、Ｘより小さい弁前後差圧に低下させても、弁体７３が弁座７２に当接することなく、冷媒が流通するのがわかる。
【００３７】
第１弁７０を再度閉弁するためには、電動式ポンプ２を停止させて冷媒の流通を止めてからソレノイド７５に通電する。冷媒の流通に抗して閉弁する必要はないので、ソレノイド７５の出力は小さくてもよい。
【００３８】
次に、エンジン１が常温（例えば２０℃）で始動してから暖機が完了するまでのエンジン冷却システム１００が行う処理について、エンジン１の始動時から暖機完了までのエンジン１の内部の冷媒の流通量の変化を示すグラフ（図４）およびエンジン１の内部温度の変化を示すグラフ（図５）を用いて説明する。
【００３９】
エンジン冷却システム１００の第１弁７０および第２弁９０は、エンジン１の始動前には閉状態にある。エンジン１を始動させた後も、電動式ポンプ２はすぐには作動せず停止したままである。この状態では、冷媒は、第１流路１０、第２流路２０、第３流路３０、第４流路４０のいずれにも流通しない。もし、ＥＧＲクーラ３の内部にある冷媒が沸騰しそうな温度になったことが不図示の温度センサにより検出、または推定されたときは、制御部６０は電動式ポンプ２を作動させ、第４流路４０と帰還流路５０に低流量で冷媒を流通させる。このときは第１弁７０および第２弁９０は閉状態のままなので、エンジン１の内部の冷媒は流通しない。よって、エンジン１の暖機が促進されたまま、ＥＧＲクーラ３の内部にある冷媒の沸騰を回避できる。ＥＧＲクーラ３にある冷媒が沸騰する温度に達しない場合には、エンジン１の内部温度が第１弁開弁温度Ｔ１に到達するまで、電動式ポンプ２は作動しない。
【００４０】
エンジン１の暖機が進みエンジン１の内部温度が第１弁開弁温度Ｔ１に達すると、制御部６０は、第１弁７０のソレノイド７５への通電をオフにする制御を行う。その後、短時間だけ冷媒の吐出量を増やすように電動式ポンプ２を制御する。具体的には、上述したように、弁体７３の受圧部７３ｂが受ける圧力が付勢部材７４の付勢力を上回るような吐出量にする。急増した吐出量による冷媒の圧力は第３流路３０につながる第１弁７０の冷媒流入路７６に伝わり、第１弁７０は開弁する。なお、第１弁７０が開状態になったかどうかは制御部６０では検出できない。そのため、第１弁７０を確実に開状態にするためには、制御部６０は、弁体７３の受圧部７３ｂが受ける圧力が付勢部材７４の付勢力を確実に上回る吐出量となるように電動式ポンプ２を制御することが必要である。
【００４１】
一旦第１弁７０が開状態になれば、制御部６０は増加させた冷媒の吐出量を減少させて低流量の冷媒を流通させるように電動式ポンプ２を制御する。第１弁７０が開状態になったことにより、エンジン１の内部を冷媒が流通し始める。しかし、エンジン１の内部温度が大きく低下することはない。これは、エンジン１の内部を流通する冷媒が低流量であることによる。図４では、低流量時の冷媒の流通量は一定になっているが、図５のエンジン１の内部温度の上昇の程度により流量を制御する。
【００４２】
エンジン１の内部温度と第１流路１０、第３流路３０、第４流路４０、帰還流路５０を流通する冷媒の温度が均一化されると、制御部６０は冷媒の吐出量を低流量時よりも増加させるように電動式ポンプ２を制御する。エンジン１の内部を流通する冷媒の流量は内部温度や運転状態に応じて変化する。その後、ヒータコア４の下流の第４流路４０の冷媒の温度が第２弁９０の開弁開始温度に達すると、第２弁９０は自動的に開弁し始める。これにより、第２流路２０を冷媒が流通してラジエータ５により冷却される。
【００４３】
エンジン１の内部の発熱とラジエータ５の放熱を、電動式ポンプ２と第２弁９０で調整することで、エンジン１の内部温度は一定になり、エンジン１の暖機が完了する。エンジン冷却システム１００は、上記のようなフローに沿って暖機が行われる。このように、エンジン冷却システム１００では、暖機が進んでエンジン１の内部温度が高くなってから第２弁９０の開弁を開始してラジエータ５に冷媒を流通させ始めることができると共に、第２弁９０の弁開度を連続的に変化させることができる。これにより、エンジン１の内部温度を過度に低下させることなく暖機が促進され、エンジン１を短時間に燃焼効率の良い状態に移行できるので、燃費を向上させることができる。
【００４４】
このようにエンジン冷却システム１００によれば、冷却効果の大きいラジエータ５につながる第２流路２０に冷媒を流通させるよりも先に、第３流路３０に低流量の冷媒を流通させるので、エンジン１の暖機中に、エンジン１の内部を流通する冷媒の量を少なくして、エンジン１の暖機を促進することができる。したがって、エンジン１を短時間で燃焼効率の良い状態に移行でき、燃費を向上させることができる。ここで、エンジン冷却システム１００は、第１弁７０として安価なオン／オフ弁を使用しているので、システム全体を低コストで実現することが可能となる。また、一般的に、燃料噴射や排ガスの制御は、エンジン１の内部の冷媒の温度を基準に行うことが多い。したがって、エンジン冷却システム１００によれば、冷媒の温度変化を最小限に抑えることができるので、燃料噴射や排ガス等の制御を安定して行うことが可能となる。
【００４５】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、第３流路３０はヒータコア４の上流側で第４流路４０と合流している。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第３流路３０がヒータコア４の下流側で第４流路４０と合流するように構成することも当然に可能である。
【００４６】
上記実施形態では、第３流路３０は、第４流路４０と合流してから帰還流路５０と合流している。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第３流路３０が第４流路４０と合流せずに、帰還流路５０と直接合流するように構成することも当然に可能である。
【００４７】
上記実施形態では、第１弁７０は、第３流路３０に設けられていた。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。例えば、第１弁７０をエンジン１の上流側である第１流路１０に設けることも当然に可能である。
【００４８】
上記実施形態では、第２弁９０の形態については何ら説明しなかったが、アウトレットサーモ式でも、インレットサーモ式でも可能である。
【００４９】
本発明は、エンジンとラジエータとの間で冷媒を流通させるポンプを備えるエンジン冷却システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ エンジン
２ 電動式ポンプ
５ ラジエータ
１０ 第１流路
２０ 第２流路
３０ 第３流路
６０ 制御部
７０ 第１弁
７２ 弁座
７３ 弁体
７４ 付勢部材
７５ ソレノイド
９０ 第２弁
１００ エンジン冷却システム
Ｔ１ 第１弁開弁温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の吐出量が制御可能な電動式ポンプと、
前記電動式ポンプからエンジンに前記冷媒を流通させる第１流路と、
前記エンジンからラジエータを経由して前記電動ポンプに前記冷媒を還流させる第２流路と、
前記第２流路から分岐し、前記ラジエータを経由せずに前記第２流路と合流する第３流路と、
前記第３流路に設けられ、付勢部材による付勢力を常に弁体に作用させると共に、前記弁体に作用するソレノイドによる吸着力の発生と解除を切り換え可能に構成し、閉状態にあるとき前記弁体の受圧面の一部分が弁座に当接し、前記受圧面のそれ以外の部分で前記冷媒の圧力を受ける構成を有する開閉弁と、
前記エンジンの始動後、前記エンジンの温度が予め設定された開閉弁開弁温度に到達したとき、閉状態にある前記開閉弁の前記ソレノイドの吸着力を解除し、前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を増加させ、前記冷媒の圧力によって前記開閉弁が開状態になったとき、前記開閉弁が開状態を維持しつつ前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を減少させるよう制御する制御部と、を備えたエンジン冷却システム。
【請求項２】
前記弁体に作用する前記吸着力と前記付勢力は前記弁体を前記弁座に当接させる方向に発生し、前記弁体の前記受圧面に作用する前記冷媒の圧力は前記弁体を前記弁座から離間させる方向に発生するように前記開閉弁が構成される請求項１に記載のエンジン冷却システム。
【請求項１】
冷媒の吐出量が制御可能な電動式ポンプと、
前記電動式ポンプからエンジンに前記冷媒を流通させる第１流路と、
前記エンジンからラジエータを経由して前記電動ポンプに前記冷媒を還流させる第２流路と、
前記第２流路から分岐し、前記ラジエータを経由せずに前記第２流路と合流する第３流路と、
前記第３流路に設けられ、付勢部材による付勢力を常に弁体に作用させると共に、前記弁体に作用するソレノイドによる吸着力の発生と解除を切り換え可能に構成し、閉状態にあるとき前記弁体の受圧面の一部分が弁座に当接し、前記受圧面のそれ以外の部分で前記冷媒の圧力を受ける構成を有する開閉弁と、
前記エンジンの始動後、前記エンジンの温度が予め設定された開閉弁開弁温度に到達したとき、閉状態にある前記開閉弁の前記ソレノイドの吸着力を解除し、前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を増加させ、前記冷媒の圧力によって前記開閉弁が開状態になったとき、前記開閉弁が開状態を維持しつつ前記電動式ポンプによる前記冷媒の流通量を減少させるよう制御する制御部と、を備えたエンジン冷却システム。
【請求項２】
前記弁体に作用する前記吸着力と前記付勢力は前記弁体を前記弁座に当接させる方向に発生し、前記弁体の前記受圧面に作用する前記冷媒の圧力は前記弁体を前記弁座から離間させる方向に発生するように前記開閉弁が構成される請求項１に記載のエンジン冷却システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０８３９８（Ｐ２０１３−１０８３９８Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３０２８（Ｐ２０１１−２５３０２８）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
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