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WO2017090548A1 - エンジン冷却装置 - Google Patents

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Publication number
WO2017090548A1
WO2017090548A1 PCT/JP2016/084387 JP2016084387W WO2017090548A1 WO 2017090548 A1 WO2017090548 A1 WO 2017090548A1 JP 2016084387 W JP2016084387 W JP 2016084387W WO 2017090548 A1 WO2017090548 A1 WO 2017090548A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow path
engine
cooling water
valve
cooling
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/084387
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
清一郎 冨川
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by いすゞ自動車株式会社 filed Critical いすゞ自動車株式会社
Priority to CN201680068122.1A priority Critical patent/CN108291472B/zh
Publication of WO2017090548A1 publication Critical patent/WO2017090548A1/ja

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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

Definitions

  • This disclosure relates to an inlet-controlled engine cooling device.
  • Fig. 5 shows an example of the former inlet control type engine cooling system.
  • the cooling water that has passed through the engine 50 flows through the main radiator 52 and / or the bypass passage 53, and is then supplied again to the engine 50 through the water pump 55 after the flow rate is adjusted by the thermostat 54. It is like that.
  • a part of the cooling water sent out by the water pump 55 passes through the sub-radiator 56 disposed opposite to the main radiator 52 and is then supplied to the intercooler 57 which is a heat exchanger for low water temperature.
  • the intercooler 57 examples of the low water temperature heat exchanger include an EGR cooler and an air conditioner condenser.
  • an object of the present disclosure is to provide an inlet-control-type engine cooling device that can improve cooling capacity and promote engine warm-up.
  • an engine cooling device that communicates the cooling water outlet of the engine and a cooling water inlet of the main radiator; a second flow path that communicates the cooling water outlet of the main radiator and the cooling water inlet of the engine; and the first flow
  • a main cooling circuit having a bypass flow path branched from the first branch portion of the path and connected to the first merge portion of the second flow path;
  • a flow path switching valve that is disposed in the first merge portion of the second flow path and switches the flow path of the cooling water;
  • a water pump that is disposed in the engine side flow path of the second flow path and pumps cooling water to the cooling water inlet side of the engine;
  • a third flow path that branches from a second branch portion downstream of the water pump in the engine-side flow path of the second flow path and communicates with a cooling water inlet of the sub-radiator; and a cooling water outlet of the sub-radiator And a water passage in the engine-side flow path of the second flow path, a fourth flow
  • Control The controller causes the engine-side flow path to communicate with the main radiator-side flow path on the main radiator side with respect to the first merging portion in the second flow path during normal operation when the engine has been warmed up.
  • Controlling the flow path switching valve The controller closes the first on-off valve when the flow path switching valve communicates the radiator side flow path and the engine side flow path of the second flow path during the normal operation of the engine.
  • the second switching valve is controlled to open, and the flow path switching valve communicates the bypass flow path and the engine flow path of the second flow path during the warm-up of the engine. In some cases, the first on-off valve is opened and the second on-off valve is closed.
  • the engine cooling apparatus further includes a water temperature sensor that detects a temperature of the cooling water of the engine, The controller may control the flow path switching valve, the first on-off valve, and the second on-off valve based on the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor.
  • the controller when the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor is equal to or higher than a predetermined temperature, the controller communicates the engine side flow path with the main radiator side flow path. Controlling the flow path switching valve, closing the first on-off valve and opening the second on-off valve, When the temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor is lower than a predetermined temperature, the controller causes the flow path switching valve to communicate the bypass flow path and the engine-side flow path of the second flow path.
  • the flow path switching valve may be controlled so that the first on-off valve is opened and the second on-off valve is closed.
  • the flow path switching valve communicates the main radiator side flow path and the engine side flow path of the second flow path. Flows into the main radiator and is cooled by the main radiator. Further, when the flow path switching valve communicates the radiator side flow path and the engine side flow path of the second flow path during normal operation of the engine, the second on-off valve is opened, so that the cooling cooled by the main radiator is performed. Water flows into the engine and cools the engine.
  • the flow path switching valve communicates the radiator side flow path and the engine side flow path of the second flow path during normal operation of the engine
  • the first on-off valve is closed, so that the second flow of the main cooling circuit is closed.
  • the cooling water that has flowed into the sub-cooling circuit from the second branch portion of the path flows into the sub-radiator without flowing into the main cooling circuit from the connection flow path, and is further cooled by the sub-radiator, and gas or liquid is passed through the heat exchanger. Cooling.
  • the second on-off valve is closed, so that the cooling pressure fed to the water pump is reduced. Water flows into the sub-cooling circuit without flowing into the engine. Thus, since the cooling water does not flow into the engine during the warm-up of the engine, the warm-up of the engine can be promoted.
  • the first on-off valve opens, so that the cooling that has flowed into the sub-cooling circuit.
  • the water branches and flows into the sub-radiator side and the connection flow path side at the third branch portion.
  • the cooling water that has flowed to the sub-radiator side at the third branch portion flows into the sub-radiator and is cooled, and the gas or liquid is cooled by the heat exchanger.
  • the cooling water that has flowed to the connection flow path side at the third branch portion flows into the main radiator side flow path of the second flow path and is cooled by the main radiator.
  • the cooling water can be cooled using two radiators (main radiator and sub radiator), for example, the cooling water can be cooled at a lower temperature than when cooling water is cooled only by the sub radiator.
  • the cooling performance of the engine cooling device can be improved.
  • the arrow on the cooling circuit indicates the flow direction of the cooling water, and the alternate long and short dash line indicates that there is no cooling water flow.
  • white indicates an open state
  • black indicates a closed state.
  • the engine cooling device 10 cools an engine 1 mounted on a vehicle, and uses an inlet control system for cooling water temperature control.
  • the vehicle is equipped with two radiators (a main radiator 2 and a sub radiator 6) for cooling the cooling water.
  • Air A sucked into the intake passage 3 during traveling of the vehicle is compressed by a compressor (not shown) of a turbocharger (not shown) and becomes high temperature, and is cooled by a water-cooled intercooler (heat exchanger) 4. After that, the intake air is supplied to the engine 1 through the intake manifold 5.
  • the intake air supplied to the engine 1 is mixed with fuel and combusted to generate thermal energy, then becomes combustion gas, exhausted from the exhaust manifold 7 to the exhaust passage 8, and then becomes exhaust gas G in the atmosphere. Is released.
  • the engine cooling device 10 includes a main cooling circuit 11, a water pump 12, a sub cooling circuit 13, a connection flow path 14, first to third electromagnetic valves 15 to 17, a water temperature sensor 18, and a controller 19.
  • the main cooling circuit 11 includes a first flow path 20, a second flow path 21, and a bypass flow path 22.
  • the first flow path 20 communicates the cooling water outlet 1b of the engine 1 through which cooling water flows out and the cooling water inlet 2a of the main radiator 2 through which cooling water flows in.
  • the second flow path 21 communicates the cooling water outlet 2b of the main radiator 2 through which the cooling water flows out and the cooling water inlet 1a of the engine 1 into which the cooling water flows in.
  • the bypass flow path 22 branches from the first branch portion 23 provided in the first flow path 20 and is connected to the first merge section 24 provided in the second flow path 21.
  • a first electromagnetic valve (flow path switching valve) 15 is disposed in the first merging portion 24 of the second flow path 21 of the main cooling circuit 11.
  • the cooling water inlet 2a of the main radiator 2 refers to an opening through which the cooling water flows during a normal operation in which the engine 1 to be described later has been warmed up among the plurality of openings of the main radiator 2.
  • the first electromagnetic valve 15 opens and closes the opening of the first merging portion 24 on the main radiator 2 side, and opens and closes the opening of the first merging portion 24 on the bypass flow path 22 side. Can be set. In the bypass state, the first electromagnetic valve 15 closes the opening on the main radiator 2 side of the first merging portion 24 and opens the opening on the bypass flow path 22 side, thereby opening the first flow path 21 in the second flow path 21. Cooling water from the main radiator side flow path 25 on the cooling water outlet 2b side of the main radiator 2 relative to the first merging section 24 to the engine side flow path 26 on the engine 1 (cooling water inlet 1a) side of the first merging section 24 The flow of the cooling water is blocked from the bypass flow path 22 to the engine side flow path 26 (see FIG. 3).
  • the opening of the first merging portion 24 on the main radiator 2 side is opened and the opening on the bypass flow path 22 side is closed, so that the cooling water from the bypass flow path 22 to the engine side flow path 26 is closed.
  • the circulation is blocked, and the circulation of the cooling water from the main radiator side flow path 25 to the engine side flow path 26 is allowed (see FIG. 2).
  • the first electromagnetic valve 15 is controlled by the controller 19 to switch between the bypass state and the non-bypass state, thereby switching the flow path of the cooling water communicating with the engine side flow path 26.
  • the water pump 12 is provided in the engine side flow path 26 of the second flow path 21 of the main cooling circuit 11, and is driven by the power of the engine 1 or an electric motor to pump the cooling water.
  • the sub-cooling circuit 13 includes a third flow path 27, a fourth flow path 28, and a fifth flow path 29.
  • the third flow path 27 branches from a second branch portion 30 provided between the water pump 12 and the cooling water inlet 1 a of the engine 1 in the engine side flow path 26 of the second flow path 21 of the main cooling circuit 11.
  • the fourth flow path 28 communicates the cooling water outlet 6 b of the sub radiator 6 and the cooling water inlet 4 a of the intercooler 4.
  • the fifth flow path 29 is provided between the cooling water outlet 4 b of the intercooler 4 and the engine side flow path 26 of the second flow path 21 of the main cooling circuit 11 between the first junction 24 and the water pump 12.
  • the 2 junction part 31 is connected.
  • a second electromagnetic valve (second on-off valve) 16 is disposed in the second branch portion 30 of the second flow path 21 of the main cooling circuit 11.
  • the second electromagnetic valve 16 opens and closes the opening of the second branch portion 30 on the cooling water inlet 1a side of the engine 1.
  • the second electromagnetic valve 16 circulates the cooling water from the water pump 12 side to the cooling water inlet 1a side of the engine 1 in the closed state in which the opening of the second branch portion 30 on the cooling water inlet 1a side of the engine 1 is closed. Is opened (see FIG. 3), and the cooling water from the water pump 12 side to the cooling water inlet 1a side of the engine 1 is opened in the open state in which the opening of the second branch portion 30 on the cooling water inlet 1a side of the engine 1 is opened. Distribution is permitted (see FIG. 2).
  • connection flow path 14 includes a third branch part 32 provided in the third flow path 27 of the sub cooling circuit 13 and a third merge part provided in the main radiator side flow path 25 of the second flow path 21 of the main cooling circuit 11. 33 is connected.
  • a third electromagnetic valve (first on-off valve) 17 is disposed in the connection flow path 14.
  • the third electromagnetic valve 17 opens and closes the connection flow path 14. In the open state in which the connection flow path 14 is opened, the third electromagnetic valve 17 allows the coolant to flow between the third branch portion 32 of the sub cooling circuit 13 and the third junction portion 33 of the main cooling circuit 11. However, in the closed state in which the connection flow path 14 is closed, the flow of the cooling water between the third branch part 32 of the sub cooling circuit 13 and the third junction part 33 of the main cooling circuit 11 is blocked. (See FIG. 2).
  • the water temperature sensor 18 is disposed in the vicinity of the cooling water outlet 1 b of the engine 1, sequentially detects the temperature of the cooling water of the engine 1 at a position close to the engine 1, and outputs the detected cooling water temperature to the controller 19.
  • the water temperature sensor 18 is provided, but other sensors may be used as long as information capable of determining the warm-up state of the engine 1 (whether it is necessary to warm up) can be acquired. Good.
  • the controller 19 includes a CPU, a memory, and the like (not shown), and includes a warm-up completion determination unit 34 and a valve control unit 35.
  • the warm-up completion determination unit 34 determines that the engine 1 is warming up (hereinafter simply referred to as warming up).
  • the cooling water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, it is determined that the engine 1 has been warmed up during normal operation (hereinafter simply referred to as normal operation). That is, the water temperature sensor 18 and the warm-up completion determination unit 34 function as a warm-up completion determination unit that determines whether or not the engine 1 has been warmed up.
  • the valve control unit 35 sets the first electromagnetic valve 15 to the bypass state and sets the second electromagnetic valve 16 to the closed state. Then, the third electromagnetic valve 17 is set to the open state.
  • the valve control unit 35 sets the first electromagnetic valve 15 to the non-bypass state and opens the second electromagnetic valve 16. The third electromagnetic valve 17 is set to the closed state.
  • the first electromagnetic valve 15 is in the non-bypass state
  • the second electromagnetic valve 16 is in the open state, and is controlled by the valve control unit 35 of the controller 19.
  • the electromagnetic valve 17 is closed.
  • the cooling water pumped to the water pump 12 branches at the second branch portion 30 of the second flow path 21.
  • the cooling water that has flowed to the engine 1 side at the second branch portion 30 flows into the engine 1 from the cooling water inlet 1 a of the engine 1 and cools the engine 1.
  • Cooling water that has been cooled to a high temperature by cooling the engine 1 flows out from the cooling water outlet 1b of the engine 1 and flows into the main radiator 2, is cooled by the main radiator 2, and returns to the water pump 12 for circulation.
  • the cooling water that has flowed into the third flow path 27 of the sub-cooling circuit 13 in the second branch section 30 flows into the sub-radiator 6 and is further cooled and flows into the intercooler 4, and is compressed by the turbocharger to increase the temperature. After cooling the air A, the air A is circulated back to the second junction 31 on the upstream side of the water pump 12 of the main cooling circuit 11.
  • the first electromagnetic valve 15 is in the bypass state
  • the second electromagnetic valve 16 is in the closed state, and is controlled by the valve control unit 35 of the controller 19.
  • 3 electromagnetic valve 17 is open.
  • the cooling water pumped to the water pump 12 flows to the third flow path 27 of the sub-cooling circuit 13 at the second branch portion 30 of the second flow path 21 and branches at the third branch portion 32 of the third flow path 27.
  • the cooling water that has flowed to the connection flow path 14 side at the third branch portion 32 flows into the main radiator 2 from the cooling water outlet 2b, which is the outlet of the cooling water, during normal traveling, and is cooled by the main radiator 2 and travels normally.
  • the cooling water inlet 2a which is the cooling water inlet.
  • the cooling water that has flowed out of the main radiator 2 flows from the first branch portion 23 of the first flow path 20 through the bypass flow path 22 and returns to the water pump 12 to circulate.
  • the cooling water that has flowed to the sub-radiator 6 side at the third branch portion 32 flows into the sub-radiator 6 and is further cooled and flows into the intercooler 4 and is compressed by the turbocharger, as in the normal operation. After cooling the heated air A, it returns to the second merging portion 31 upstream of the water pump 12 of the main cooling circuit 11 and circulates.
  • the second electromagnetic valve 16 is closed during warm-up, and the cooling water pumped to the water pump 12 does not flow into the engine 1. Warm-up can be promoted.
  • the main radiator 2 is used for cooling the intercooler 4 in addition to the sub-radiator 6, so that the cooling performance of the engine cooling device 10 (as compared to the case where only the sub-radiator 6 is used for cooling the intercooler 4 (In particular, the cooling performance on the sub-cooling circuit 13 side) can be improved.
  • the cooling capacity can be improved and the warm-up of the engine 1 can be promoted.
  • the work amount of the water pump 12 can be suppressed by that amount, and the lost horsepower can be reduced to improve the fuel efficiency.
  • the heat exchanger to be cooled by the sub-cooling circuit 13 is not limited to the intercooler 4 and may be an EGR cooler, an air conditioner condenser, or the like.
  • valves arranged in the first junction 24 of the second channel 21, the second branch 30 of the second channel 21, and the connection channel 14 are not limited to the electromagnetic valves 15-17.
  • an electric valve driven by a motor may be used.
  • valve that shuts down the inflow of the cooling water to the engine 1 at the time of warming up is not limited to the second electromagnetic valve 16 disposed in the second branch portion 30 of the second flow path 21.
  • the second branch portion 30 of the second flow path 21 does not include the second electromagnetic valve 16, and the second branch section 30 of the second flow path 21 and the cooling water inlet of the engine 1 are provided.
  • the thermostat 40 has a valve that opens and closes by wax that expands or contracts according to the temperature of the cooling water, and opens and closes a flow path between the second branch portion 30 and the cooling water inlet 1 a of the engine 1. That is, the thermostat 40 opens and closes the flow path between the second branch portion 30 and the coolant inlet 1 a of the engine 1 without being controlled by the controller 19.
  • the characteristics of the wax are preset so that the temperature of the cooling water flowing from the water pump 12 side (the second branch portion 30 side) melts and expands at a target valve opening temperature described later.
  • the thermostat 40 is closed when the temperature of the cooling water flowing from the water pump 12 side is lower than the target valve opening temperature, and the cooling water from the second branch portion 30 side to the cooling water inlet 1a side of the engine 1 is closed. Block distribution.
  • the thermostat 40 when the temperature of the cooling water flowing from the water pump 12 side rises and reaches the target valve opening temperature, the wax gradually expands and opens, and the engine 1 from the second branch part 30 side opens. The cooling water is allowed to flow toward the cooling water inlet 1a.
  • the valve control unit 35 sets the first electromagnetic valve 15 to the non-bypass state and sets the second electromagnetic valve 16 to the open state. To do.
  • the target valve opening temperature at which the thermostat 40 opens is determined by the warm-up completion determination unit 34 being in normal operation, the valve control unit 35 sets the first electromagnetic valve 15 to the non-bypass state, and the second After setting the electromagnetic valve 16 to the open state, the temperature is set to a temperature at which the thermostat 40 can be opened early.
  • the temperature of the cooling water flowing from the water pump 12 side after the valve control unit 35 sets the first electromagnetic valve 15 to the non-bypass state and the second electromagnetic valve 16 to the open state The target valve opening temperature is set based on the calculated temperature calculated by simulation or the like.
  • the thermostat 40 has a heater that generates heat when energized to melt and expand the wax, and the heater is controlled by the controller 19 as in the above embodiment.
  • An electronically controlled thermostat may be used.
  • the present disclosure is useful in that the cooling capacity can be improved and the warm-up of the engine can be promoted.
  • Engine 1a Engine cooling water inlet 1b: Engine cooling water outlet 2: Main radiator 2a: Main radiator cooling water inlet 2b: Main radiator cooling water outlet 4: Intercooler (heat exchanger) 6: Sub radiator 6a: Sub radiator cooling water inlet 6b: Sub radiator cooling water outlet 10: Engine cooling device 11: Main cooling circuit 12: Water pump 13: Sub cooling circuit 14: Connection flow path 15: First electromagnetic Valve (flow path switching valve) 16: Second electromagnetic valve (second on-off valve) 17: Third electromagnetic valve (first on-off valve) 20: 1st flow path 21: 2nd flow path 22: Bypass flow path 23: 1st branch part 24: 1st junction part 25: Main radiator side flow path 26: Engine side flow path 27: 3rd flow path 28: 4th flow path 29: 5th flow path 30: 2nd branch part 31: 2nd junction part 32: 3rd branch part 33: 3rd junction part 40: Thermostat

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

エンジン冷却装置１０は、メインラジエータ２を含む主冷却回路１１と、サブラジエータ６及びインタークーラー４を含む副冷却回路１３と、副冷却回路１３の第３分岐部３２と主冷却回路１１の第３合流部３３とを接続する接続流路１４とを備える。主冷却回路１１のバイパス流路２２の第１合流部２４には第１の電磁バルブ１５が配置され、主冷却回路１１から副冷却回路１３への第２分岐部３０には第２の電磁バルブ１６が配置され、接続流路１４には第３の電磁バルブ１７が配置される。暖機中には、第１の電磁バルブ１５がバイパス状態になり、第２の電磁バルブ１６が閉まり、第３の電磁バルブ１７が開く。通常運転中には、第１の電磁バルブ１５が非バイパス状態になり、第２の電磁バルブ１６が開き、第３の電磁バルブ１７が閉まる。

Description

エンジン冷却装置
　本開示は、入口制御方式のエンジン冷却装置に関する。
　車両に搭載されているエンジン冷却装置における冷却水温度の制御には、いわゆる入口制御方式と出口制御方式とがある（例えば、特許文献１、２を参照）。
　前者の入口制御方式のエンジン冷却装置の例を図５に示す。このエンジン冷却装置では、エンジン５０を通過した冷却水は、メインラジエータ５２及び／又はバイパス通路５３を流れた後に、サーモスタット５４で流量を調整されてから、ウォータポンプ５５を通じてエンジン５０へ再び供給されるようになっている。また、ウォータポンプ５５により送出された冷却水の一部は、メインラジエータ５２に対向して配置されたサブラジエータ５６を通過した後に、低水温用熱交換器であるインタークーラー５７へ供給される。なお、低水温用熱交換器としては、インタークーラー５７の他に、ＥＧＲクーラーやエアコンコンデンサなどを例示することができる。
日本国特開２０１２－１８８９８８号公報 日本国特開２００７－２６３０３４号公報
　しかしながら、近年のエンジンの高出力化に伴い、エンジンのみならず、インタークーラー等の低水温用熱交換器も更に高温化する傾向があるため、上記エンジン冷却装置では冷却性能が不足して、車両の燃費の低下や排ガスの悪化などを招くおそれがある。一方、エンジン冷却装置の冷却性能を向上させて低水温用熱交換器へ流通する冷却水を低温化するほど、エンジンの暖機時に暖機の完了が遅くなってしまうおそれがある。
　そこで、本開示は、冷却能力を向上させるとともに、エンジンの暖機を促進させることが可能な入口制御方式のエンジン冷却装置の提供を目的とする。
　上記課題を解決するため、本開示の一つの様態のエンジン冷却装置は、
　エンジンの冷却水出口とメインラジエータの冷却水入口とを連通する第１流路と、前記メインラジエータの冷却水出口と前記エンジンの冷却水入口とを連通する第２流路と、前記第１流路の第１分岐部から分岐して前記第２流路の第１合流部に接続するバイパス流路とを有する主冷却回路と、
　前記第２流路の前記第１合流部に配置され、冷却水の流路を切り替える流路切替弁と、
　前記第２流路の前記エンジン側流路に配置され、冷却水を前記エンジンの前記冷却水入口側へ圧送するウォータポンプと、
　前記第２流路の前記エンジン側流路の前記ウォータポンプよりも下流側の第２分岐部から分岐してサブラジエータの冷却水入口へ連通する第３流路と、前記サブラジエータの冷却水出口と冷却水によって気体又は液体を冷却する熱交換器の冷却水入口とを連通する第４流路と、前記熱交換器の冷却水出口と前記第２流路の前記エンジン側流路の前記ウォータポンプよりも上流側の第２合流部とを接続する第５流路とを有する副冷却回路と、
　前記副冷却回路の前記第３流路の第３分岐部と前記主冷却回路の前記第２流路の前記メインラジエータ側流路の第３合流部とを接続する接続流路と、
　前記接続流路に配置される第１開閉弁と、
　前記主冷却回路の前記第２流路の前記第２分岐部又は前記第２分岐部よりも前記エンジンの前記冷却水入口側に配置され、前記エンジンの前記冷却水入口側への流路を開閉する第２開閉弁と、
　前記流路切替弁と前記第1開閉弁と前記第２開閉弁とを制御するコントローラを備え、
　前記コントローラは、前記エンジンの暖機中には前記第２流路のうちの前記第１合流部よりも前記エンジン側のエンジン側流路を前記バイパス流路と連通させるように前記流路切替弁を制御し、
　前記コントローラは、前記エンジンの暖機が完了した通常運転時には前記エンジン側流路を前記第２流路のうちの前記第１合流部よりも前記メインラジエータ側のメインラジエータ側流路と連通させるように前記流路切替弁を制御し、
　前記コントローラは、前記エンジンの前記通常運転時に前記流路切替弁が前記第２流路の前記ラジエータ側流路と前記エンジン側流路とを連通しているときには、前記第１開閉弁を閉止して前記第２開閉弁を開放するように制御し、前記エンジンの前記暖機中に前記流路切替弁が前記バイパス流路と前記第２流路の前記エンジン側流路とを連通しているときには、前記第１開閉弁を開放して前記第２開閉弁を閉止するように制御する。
　また、上記のエンジン冷却装置において、前記エンジンの前記冷却水の温度を検出する水温センサを更に備え、
　前記コントローラは、前記水温センサにより検出された前記冷却水の温度に基づき前記流路切替弁と前記第1開閉弁と前記第２開閉弁とを制御するようにしてもよい。
　また、上記のエンジン冷却装置において、前記水温センサにより検出された前記冷却水の温度が所定の温度以上であるときには、前記コントローラは、前記エンジン側流路を前記メインラジエータ側流路と連通するように前記流路切替弁を制御し、前記第１開閉弁を閉止して前記第２開閉弁を開放するように制御し、
　前記水温センサにより検出された前記冷却水の温度が所定の温度未満であるときには、前記コントローラは、前記流路切替弁が前記バイパス流路と前記第２流路の前記エンジン側流路とを連通するように前記流路切替弁を制御し、前記第１開閉弁を開放して前記第２開閉弁を閉止するように制御するようにしてもよい。
　上記構成では、暖機が完了したエンジンの通常運転中には、流路切替弁が第２流路のメインラジエータ側流路とエンジン側流路とを連通するので、エンジンに加熱された冷却水は、メインラジエータへ流入し、メインラジエータによって冷却される。また、エンジンの通常運転時に流路切替弁が第２流路のラジエータ側流路とエンジン側流路とを連通しているときには、第２開閉弁が開放するので、メインラジエータによって冷却された冷却水は、エンジンへ流入してエンジンを冷却する。
　また、エンジンの通常運転時に流路切替弁が第２流路のラジエータ側流路とエンジン側流路とを連通しているときには、第１開閉弁が閉止するので、主冷却回路の第２流路の第２分岐部から副冷却回路へ流入した冷却水は、接続流路から主冷却回路へ流入することなくサブラジエータへ流入し、サブラジエータによってさらに冷却されて熱交換器で気体又は液体を冷却する。
　また、エンジンの暖機中に流路切替弁がバイパス流路と第２流路のエンジン側流路とを連通しているときには、第２開閉弁が閉止するので、ウォータポンプに圧送された冷却水は、エンジンへ流入することなく副冷却回路へ流入する。このように、エンジンの暖機中には、エンジンに冷却水が流入しないので、エンジンの暖機を促進することができる。
　また、エンジンの暖機中に流路切替弁がバイパス流路と第２流路のエンジン側流路とを連通しているときには、第１開閉弁が開放するので、副冷却回路へ流入した冷却水は、第３分岐部でサブラジエータ側と接続流路側とに分岐して流れる。第３分岐部でサブラジエータ側へ流れた冷却水は、サブラジエータへ流入して冷却され、熱交換器で気体又は液体を冷却する。また、第３分岐部で接続流路側へ流れた冷却水は、第２流路のメインラジエータ側流路へ流入してメインラジエータで冷却される。このように、２つのラジエータ（メインラジエータ及びサブラジエータ）を用いて冷却水を冷却できるので、例えば、サブラジエータのみで冷却水を冷却する場合に比べて、冷却水を低温にすることができ、エンジン冷却装置の冷却性能を向上させることができる。
　本開示によれば、冷却能力を向上させるとともに、エンジンの暖機を促進させることができる。
本開示の一実施形態に係るエンジン冷却装置の構成図である。 通常運転中のエンジン冷却装置における冷却水の流れを説明する構成図である。 暖機中のエンジン冷却装置における冷却水の流れを説明する構成図である。 本開示の他の実施形態に係るエンジン冷却装置の構成図である。 従来の入口制御方式のエンジン冷却装置の例を示す構成図である。
　以下、本開示の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図中における冷却回路上の矢印は冷却水の流れ方向を、一点鎖線は冷却水の流れがないことをそれぞれ示している。また、弁記号における白抜きは開放状態を、黒塗りは閉止状態をそれぞれ示す。
　図１に示すように、このエンジン冷却装置１０は、車両に搭載されたエンジン１を冷却するものであり、冷却水の温度制御に入口制御方式を用いている。車両には、冷却水を冷却するために２つのラジエータ（メインラジエータ２及びサブラジエータ６）が搭載される。
　車両の走行時などにおいて吸気通路３へ吸入された空気Ａは、ターボチャージャー（図示省略）のコンプレッサー（図示省略）により圧縮されて高温になり、水冷式のインタークーラー（熱交換器）４で冷却された後に、吸入空気としてインテークマニホールド５を経てエンジン１に供給される。エンジン１に供給された吸入空気は、燃料と混合されて燃焼して熱エネルギーを発生させた後に、燃焼ガスとなってエキゾーストマニホールド７から排気通路８へ排気されてから排ガスＧとなって大気中へ放出される。
　エンジン冷却装置１０は、主冷却回路１１とウォータポンプ１２と副冷却回路１３と接続流路１４と第１～第３の電磁バルブ１５～１７と水温センサ１８とコントローラ１９とを備える。
　主冷却回路１１は、第１流路２０と第２流路２１とバイパス流路２２とを有する。第１流路２０は、冷却水が流出するエンジン１の冷却水出口１ｂと、冷却水が流入するメインラジエータ２の冷却水入口２ａとを連通する。第２流路２１は、冷却水が流出するメインラジエータ２の冷却水出口２ｂと、冷却水が流入するエンジン１の冷却水入口１ａとを連通する。バイパス流路２２は、第１流路２０に設けられる第１分岐部２３から分岐して第２流路２１に設けられる第１合流部２４に接続する。主冷却回路１１の第２流路２１の第１合流部２４には、第１の電磁バルブ（流路切替弁）１５が配置される。なお、メインラジエータ２の冷却水入口２ａとは、メインラジエータ２の複数の開口のうち、後述するエンジン１の暖機が完了した通常運転中に冷却水が流入する開口をいう。
　第１の電磁バルブ１５は、第１合流部２４のメインラジエータ２側の開口を閉開するとともに、第１合流部２４のバイパス流路２２側の開口を開閉し、バイパス状態と非バイパス状態とに設定可能である。第１の電磁バルブ１５は、バイパス状態では、第１合流部２４のメインラジエータ２側の開口を閉止するとともに、バイパス流路２２側の開口を開放することによって、第２流路２１のうち第１合流部２４よりもメインラジエータ２の冷却水出口２ｂ側のメインラジエータ側流路２５から、第１合流部２４よりもエンジン１（冷却水入口１ａ）側のエンジン側流路２６への冷却水の流通を遮断して、バイパス流路２２からエンジン側流路２６への冷却水の流通を許容する（図３参照）。非バイパス状態では、第１合流部２４のメインラジエータ２側の開口を開放するとともに、バイパス流路２２側の開口を閉止することによって、バイパス流路２２からエンジン側流路２６への冷却水の流通を遮断して、メインラジエータ側流路２５からエンジン側流路２６への冷却水の流通を許容する（図２参照）。第１の電磁バルブ１５は、後述するようにコントローラ１９に制御されてバイパス状態と非バイパス状態とを切り替えることにより、エンジン側流路２６に連通する冷却水の流路を切り替える。
　ウォータポンプ１２は、主冷却回路１１の第２流路２１のエンジン側流路２６に設けられ、エンジン１の動力または電動モータによって駆動されて冷却水を圧送する。
　副冷却回路１３は、第３流路２７と第４流路２８と第５流路２９とを有する。第３流路２７は、主冷却回路１１の第２流路２１のエンジン側流路２６のうちウォータポンプ１２とエンジン１の冷却水入口１ａとの間に設けられる第２分岐部３０から分岐してサブラジエータ６の冷却水入口６ａへ連通する。第４流路２８は、サブラジエータ６の冷却水出口６ｂとインタークーラー４の冷却水入口４ａとを連通する。第５流路２９は、インタークーラー４の冷却水出口４ｂと、主冷却回路１１の第２流路２１のエンジン側流路２６のうち第１合流部２４とウォータポンプ１２との間に設けられる第２合流部３１とを接続する。主冷却回路１１の第２流路２１の第２分岐部３０には、第２の電磁バルブ（第２開閉弁）１６が配置される。
　第２の電磁バルブ１６は、第２分岐部３０のエンジン１の冷却水入口１ａ側の開口を開閉する。第２の電磁バルブ１６は、第２分岐部３０のエンジン１の冷却水入口１ａ側の開口を閉止する閉状態では、ウォータポンプ１２側からエンジン１の冷却水入口１ａ側への冷却水の流通を遮断し（図３参照）、第２分岐部３０のエンジン１の冷却水入口１ａ側の開口を開放する開状態では、ウォータポンプ１２側からエンジン１の冷却水入口１ａ側への冷却水の流通を許容する（図２参照）。
　接続流路１４は、副冷却回路１３の第３流路２７に設けられる第３分岐部３２と、主冷却回路１１の第２流路２１のメインラジエータ側流路２５に設けられる第３合流部３３とを接続する。接続流路１４には、第３の電磁バルブ（第１開閉弁）１７が配置される。
　第３の電磁バルブ１７は、接続流路１４を開閉する。第３の電磁バルブ１７は、接続流路１４を開放する開状態では、副冷却回路１３の第３分岐部３２と主冷却回路１１の第３合流部３３との間の冷却水の流通を許容し（図３参照）、接続流路１４を閉止する閉状態では、副冷却回路１３の第３分岐部３２と主冷却回路１１の第３合流部３３との間の冷却水の流通を遮断する（図２参照）。
　水温センサ１８は、エンジン１の冷却水出口１ｂの近傍に配置され、エンジン１に近い位置でエンジン１の冷却水の温度を逐次検出し、検出した冷却水温をコントローラ１９へ出力する。なお、本実施形態では、水温センサ１８を設けたが、エンジン１の暖機状態（暖機する必要があるか否か）を判定できる情報を取得可能であれば、他のセンサであってもよい。
　コントローラ１９は、ＣＰＵ、メモリ等（図示省略）で構成され、暖機完了判定部３４と、バルブ制御部３５とを有する。暖機完了判定部３４は、水温センサ１８に検出された冷却水温が予め設定された所定の温度未満であるときは、エンジン１の暖機中（以下、単に暖機中という）であると判定し、冷却水温が上記所定の温度以上であるときは、エンジン１の暖機が完了した通常運転中（以下、単に通常運転中という）であると判定する。すなわち、水温センサ１８と暖機完了判定部３４とは、エンジン１の暖機が完了したか否かを判定する暖機完了判定手段として機能する。バルブ制御部３５は、暖機完了判定部３４が暖機中であると判定しているときは、第１の電磁バルブ１５をバイパス状態に設定し、第２の電磁バルブ１６を閉状態に設定し、第３の電磁バルブ１７を開状態に設定する。一方、バルブ制御部３５は、暖機完了判定部３４が通常運転中であると判定しているときは、第１の電磁バルブ１５を非バイパス状態に設定し、第２の電磁バルブ１６を開状態に設定し、第３の電磁バルブ１７を閉状態に設定する。
　次に、通常運転中と暖機中の冷却水の流れを図２及び図３を用いて説明する。
　通常運転中は、図２に示すように、コントローラ１９のバルブ制御部３５に制御され、第１の電磁バルブ１５が非バイパス状態であり、第２の電磁バルブ１６が開状態であり、第３の電磁バルブ１７が閉状態である。ウォータポンプ１２に圧送された冷却水は、第２流路２１の第２分岐部３０で分岐する。第２分岐部３０でエンジン１側へ流れた冷却水は、エンジン１の冷却水入口１ａからエンジン１に流入してエンジン１を冷却する。エンジン１を冷却して高温化した冷却水は、エンジン１の冷却水出口１ｂから流出してメインラジエータ２に流入し、メインラジエータ２で冷却されてウォータポンプ１２へ戻って循環する。一方、第２分岐部３０で副冷却回路１３の第３流路２７へ流れた冷却水は、サブラジエータ６へ流入してさらに冷却されてインタークーラー４へ流入し、ターボチャージャーにより圧縮されて高温化した空気Ａを冷却した後、主冷却回路１１のウォータポンプ１２よりも上流側の第２合流部３１に戻って循環する。
　一方、暖機中は、図３に示すように、コントローラ１９のバルブ制御部３５に制御され、第１の電磁バルブ１５がバイパス状態であり、第２の電磁バルブ１６が閉状態であり、第３の電磁バルブ１７が開状態である。ウォータポンプ１２に圧送された冷却水は、第２流路２１の第２分岐部３０で副冷却回路１３の第３流路２７へ流れ、第３流路２７の第３分岐部３２で分岐する。第３分岐部３２で接続流路１４側へ流れた冷却水は、通常走行中には冷却水の出口である冷却水出口２ｂからメインラジエータ２へ流入し、メインラジエータ２で冷却されて通常走行中には冷却水の入口である冷却水入口２ａから流出する。メインラジエータ２から流出した冷却水は、第１流路２０の第１分岐部２３からバイパス流路２２を流通してウォータポンプ１２へ戻って循環する。一方、第３分岐部３２でサブラジエータ６側へ流れた冷却水は、上記通常運転中と同様に、サブラジエータ６へ流入してさらに冷却されてインタークーラー４へ流入し、ターボチャージャーにより圧縮されて高温化した空気Ａを冷却した後、主冷却回路１１のウォータポンプ１２よりも上流側の第２合流部３１に戻って循環する。
　上記のように構成されたエンジン冷却装置１０では、暖機中は、第２の電磁バルブ１６が閉状態となり、ウォータポンプ１２に圧送された冷却水が、エンジン１に流入しないので、エンジン１の暖機を促進することができる。
　また、暖機中は、サブラジエータ６に加えてメインラジエータ２もインタークーラー４の冷却に利用するので、サブラジエータ６のみをインタークーラー４の冷却に利用する場合に比べ、エンジン冷却装置１０の冷却性能（特に副冷却回路１３側の冷却性能）を向上させることができる。
　従って、本実施形態によれば、冷却能力を向上させるとともに、エンジン１の暖機を促進させることができる。
　また、暖機中は、冷却水がエンジン１に流入しないので、その分だけウォータポンプ１２の仕事量を抑えることができ、損失馬力を低減して燃費を向上させることができる。
　なお、副冷却回路１３の冷却対象となる熱交換器は、インタークーラー４に限るものではなく、ＥＧＲクーラーやエアコンコンデンサなどであってもよい。
　また、第２流路２１の第１合流部２４、第２流路２１の第２分岐部３０、及び接続流路１４に配置される弁は、電磁弁１５～１７に限定されるものではなく、例えば、モータで駆動する電動弁等であってもよい。
　また、暖機時にエンジン１への冷却水の流入を遮断する弁は、第２流路２１の第２分岐部３０に配置される第２の電磁バルブ１６に限定されない。
　例えば、図４に示すように、第２流路２１の第２分岐部３０に第２の電磁バルブ１６を備えずに、第２流路２１の第２分岐部３０とエンジン１の冷却水入口１ａとの間にサーモスタット４０を備えてもよい。サーモスタット４０は、冷却水の温度に応じて膨張または収縮するワックスによって開閉する弁を有し、第２分岐部３０とエンジン１の冷却水流入口１ａとの間の流路を開閉する。すなわち、サーモスタット４０は、コントローラ１９に制御されることなく、第２分岐部３０とエンジン１の冷却水流入口１ａとの間の流路を開閉する。ワックスの特性は、ウォータポンプ１２側（第２分岐部３０側）から流れてくる冷却水の温度が後述する目標開弁温度のときに溶解して膨張するように予め設定される。サーモスタット４０は、ウォータポンプ１２側から流れてくる冷却水の温度が目標開弁温度よりも低いときには閉弁して、第２分岐部３０側からエンジン１の冷却水流入口１ａ側への冷却水の流通を遮断する。一方、サーモスタット４０は、ウォータポンプ１２側から流れてくる冷却水の温度が上昇して目標開弁温度に達すると、ワックスが徐々に膨張して開弁し、第２分岐部３０側からエンジン１の冷却水流入口１ａ側への冷却水の流通を許容する。コントローラ１９は、暖機完了判定部３４が通常運転中であると判定すると、バルブ制御部３５が第１の電磁バルブ１５を非バイパス状態に設定し、第２の電磁バルブ１６を開状態に設定する。サーモスタット４０が開弁する目標開弁温度は、暖機完了判定部３４が通常運転中であると判定して、バルブ制御部３５が第１の電磁バルブ１５を非バイパス状態に設定し、第２の電磁バルブ１６を開状態に設定した後、早期にサーモスタット４０を開弁可能な温度に設定される。例えば、バルブ制御部３５が第１の電磁バルブ１５を非バイパス状態に設定し、第２の電磁バルブ１６を開状態に設定した後にウォータポンプ１２側から流れてくる冷却水の温度を、実験やシミュレーション等によって算出し、算出した温度に基づいて目標開弁温度を設定する。なお、図４中の２点鎖線で示すように、サーモスタット４０は、通電時に発熱してワックスを溶解して膨張させるヒータを有し、上記実施形態と同様に該ヒータがコントローラ１９に制御される電子制御サーモスタットであってもよい。
　以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
　本出願は、2015年11月24日付で出願された日本国特許出願（特願2015-228881）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示によれば、冷却能力を向上させるとともに、エンジンの暖機を促進させることができる点で有用である。
１：エンジン
１ａ：エンジンの冷却水流入口
１ｂ：エンジンの冷却水流出口
２：メインラジエータ
２ａ：メインラジエータの冷却水流入口
２ｂ：メインラジエータの冷却水流出口
４：インタークーラー（熱交換器）
６：サブラジエータ
６ａ：サブラジエータの冷却水流入口
６ｂ：サブラジエータの冷却水流出口
１０：エンジン冷却装置
１１：主冷却回路
１２：ウォータポンプ
１３：副冷却回路
１４：接続流路
１５：第１の電磁バルブ（流路切替弁）
１６：第２の電磁バルブ（第２開閉弁）
１７：第３の電磁バルブ（第１開閉弁）
２０：第１流路
２１：第２流路
２２：バイパス流路
２３：第１分岐部
２４：第１合流部
２５：メインラジエータ側流路
２６：エンジン側流路
２７：第３流路
２８：第４流路
２９：第５流路
３０：第２分岐部
３１：第２合流部
３２：第３分岐部
３３：第３合流部
４０：サーモスタット

Claims (3)

  1. 　エンジンの冷却水出口とメインラジエータの冷却水入口とを連通する第１流路と、前記メインラジエータの冷却水出口と前記エンジンの冷却水入口とを連通する第２流路と、前記第１流路の第１分岐部から分岐して前記第２流路の第１合流部に接続するバイパス流路とを有する主冷却回路と、
    　前記第２流路の前記第１合流部に配置され、冷却水の流路を切り替える流路切替弁と、
    　前記第２流路の前記エンジン側流路に配置され、冷却水を前記エンジンの前記冷却水入口側へ圧送するウォータポンプと、
    　前記第２流路の前記エンジン側流路の前記ウォータポンプよりも下流側の第２分岐部から分岐してサブラジエータの冷却水入口へ連通する第３流路と、前記サブラジエータの冷却水出口と冷却水によって気体又は液体を冷却する熱交換器の冷却水入口とを連通する第４流路と、前記熱交換器の冷却水出口と前記第２流路の前記エンジン側流路の前記ウォータポンプよりも上流側の第２合流部とを接続する第５流路とを有する副冷却回路と、
    　前記副冷却回路の前記第３流路の第３分岐部と前記主冷却回路の前記第２流路の前記メインラジエータ側流路の第３合流部とを接続する接続流路と、
    　前記接続流路に配置される第１開閉弁と、
    　前記主冷却回路の前記第２流路の前記第２分岐部又は前記第２分岐部よりも前記エンジンの前記冷却水入口側に配置され、前記エンジンの前記冷却水入口側への流路を開閉する第２開閉弁と、
    　前記流路切替弁と前記第1開閉弁と前記第２開閉弁とを制御するコントローラを備え、
    　前記コントローラは、前記エンジンの暖機中には前記第２流路のうちの前記第１合流部よりも前記エンジン側のエンジン側流路を前記バイパス流路と連通させるように前記流路切替弁を制御し、
    　前記コントローラは、前記エンジンの暖機が完了した通常運転時には前記エンジン側流路を前記第２流路のうちの前記第１合流部よりも前記メインラジエータ側のメインラジエータ側流路と連通させるように前記流路切替弁を制御し、
    　前記コントローラは、前記エンジンの前記通常運転時に前記流路切替弁が前記第２流路の前記ラジエータ側流路と前記エンジン側流路とを連通しているときには、前記第１開閉弁を閉止して前記第２開閉弁を開放するように制御し、前記エンジンの前記暖機中に前記流路切替弁が前記バイパス流路と前記第２流路の前記エンジン側流路とを連通しているときには、前記第１開閉弁を開放して前記第２開閉弁を閉止するように制御する
    　ことを特徴とするエンジン冷却装置。
  2. 　前記エンジンの前記冷却水の温度を検出する水温センサを更に備え、
    　前記コントローラは、前記水温センサにより検出された前記冷却水の温度に基づき前記流路切替弁と前記第1開閉弁と前記第２開閉弁とを制御する
    　ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン冷却装置。
  3. 　前記水温センサにより検出された前記冷却水の温度が所定の温度以上であるときには、前記コントローラは、前記エンジン側流路を前記メインラジエータ側流路と連通するように前記流路切替弁を制御し、前記第１開閉弁を閉止して前記第２開閉弁を開放するように制御し、
    　前記水温センサにより検出された前記冷却水の温度が所定の温度未満であるときには、前記コントローラは、前記流路切替弁が前記バイパス流路と前記第２流路の前記エンジン側流路とを連通するように前記流路切替弁を制御し、前記第１開閉弁を開放して前記第２開閉弁を閉止するように制御する
    ことを特徴とする請求項２に記載のエンジン冷却装置。
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