(57)【要約】【課題】  弁を制御するための各種センサが不要で、駆動部分を持たずコンパクトな車両搭載性のよい弁装置をもった内燃機関の冷却装置を提供すること。【解決手段】  内燃機関１とヒータコア６と排気熱回収器７とに冷却水を循環させる内燃機関１の冷却装置であって、冷却水がヒータコア６と排気熱回収器７とを循環する第１冷却水循環ルート１０ｂ、１０ｄと、冷却水がヒータコア６と排気熱回収器７と内燃機関１とを循環する第２冷却水循環ルート１０ｂ、１０ｃ、１０ｅと、第１冷却水循環ルート１０ｂ、１０ｄの冷却水を循環させる第１ポンプ５と、第２冷却水循環ルート１０ｂ、１０ｃ、１０ｅの冷却水を循環させる第２ポンプ４と、を備え、第１ポンプ５と第２ポンプ４との間において、いずれか一方もしくは両方の運転状態で、相手側ポンプへの冷却水の流入を防止する逆止弁９ａ、９ｂが設けられている。【選択図】図１
2010169010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関とヒータコアと排気熱回収器とに冷却水を循環させる内燃機関の冷却装置であって、
冷却水が前記ヒータコアと前記排気熱回収器とを循環する第１冷却水循環ルートと、
冷却水が前記ヒータコアと前記排気熱回収器と前記内燃機関とを循環する第２冷却水循環ルートと、
前記第１冷却水循環ルートの冷却水を循環させる第１ポンプと、
前記第２冷却水循環ルートの冷却水を循環させる第２ポンプと、を備え、
前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間において、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプの少なくともいずれか一方の運転状態で、前記第１ポンプから前記第２ポンプまたは前記第２ポンプから前記第１ポンプへの冷却水の流入を防止する逆止弁が設けられていることを特徴とする内燃機関の冷却装置。
【請求項２】
前記逆止弁は、前記第１ポンプから前記第２ポンプへの冷却水の流入を防止する第１の逆止弁と前記第２ポンプから前記第１ポンプへの冷却水の流入を防止する第２の逆止弁とで構成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項３】
前記第１冷却水循環ルート及び前記第２冷却水循環ルートは、前記第１冷却水循環ルートの前記第１ポンプの吐出側と前記第２冷却水循環ルートの前記内燃機関の冷却水出口側との間で合流し、前記第１冷却水循環ルートの前記第１ポンプの吸入側と前記第２冷却水循環ルートの前記第２ポンプの吸入側との間で分岐することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の冷却装置。
【請求項４】
前記第１の逆止弁は、前記第１ポンプの吐出側かつ前記第１ポンプの吐出側と前記内燃機関の冷却水出口側との合流点よりも前記第１ポンプ側に設けられ、前記第２の逆止弁は、前記内燃機関の冷却水出口側かつ前記第１ポンプの吐出側と前記内燃機関の冷却水出口側との合流点よりも前記内燃機関の冷却水出口側に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の冷却装置に関するものであり、さらに詳細には、冷却水が流れる内燃機関と車室内を暖めるヒータコアと排気ガスの熱量を回収する排気熱回収器とを備えた車両用内燃機関の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の暖機を促進するとともに、ヒータコアによる車室内の暖房効果を高めることの可能な冷却装置に関する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、冷却水が循環するルートとして、排気熱回収器とヒータコアとの間を循環する第１の冷却水通過ルートと、排気熱回収器とヒータコアと内燃機関との間を循環する第２の冷却水通過ルートとの２つのルートを有し、第２の冷却水通過ルートの冷却水の流量を制御する三方弁が設けられ、三方弁は冷却水が加温中の状態にある場合には第１の冷却水通過ルートにのみ冷却水を流す制御を行い、冷却水が加温後の状態にある場合には第２の冷却水通過ルートにも冷却水を流す制御を行う技術が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、特許文献１に記載されている技術に加えて、内燃機関停止時の三方弁の制御に関する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、内燃機関の始動時初期において早期に暖房を可能とすることをねらいに、内燃機関から流出した温水が内燃機関に再び流入するように循環する温水回路と、温水を加熱源として空調空気を加熱する暖房器と、温水を循環させるポンプ手段と、温水に対して任意の熱量を供給可能とする補助熱源と、内燃機関をバイパスし補助熱源に温水を流入させるバイパス流路とを備え、流量弁（三方弁に相当）によりバイパス流路を通過する温水の流量を調整する技術が記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献４には、車室内暖房用のヒータコアを用いてエンジンの暖機時の暖房を行うことをねらいに、エンジンを冷却するための冷却液の循環路にエンジンと直列に設けられたヒータコアと、循環路にヒータコアに対して並列に設けられヒータコアをバイパスして冷却液を循環させるためのバイパス循環路を形成し得るバイパス路と、循環路にヒータコアに対し並列に設けられバイパス循環路とは独立してヒータコアに冷却液を循環させるための副循環路を形成し得る並列路と、並列路に設けられ冷却液を圧送するためのウォータポンプと、副循環路に設けられ冷却液を加熱するためのヒートポンプ用熱交換器とを備え、三方弁によりエンジンからの冷却液の流れを循環路及びバイパス循環路の何れか一方に切り替える技術が記載されている。
【０００６】
しかしながら、上記技術はいずれも三方弁を使用しているので弁の駆動装置が必要となり、弁装置が大きくなり車両への搭載性が悪かった。また、弁を制御するために各種センサが必要であり、ＥＣＵ回路および制御マップが複雑となる問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０８７１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２３０４２２号公報
【特許文献３】特開２００７−１３７１８４号公報
【特許文献４】特開２００７−２２３４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、弁を制御するための各種センサが不要で、駆動部分を持たずコンパクトな車両搭載性のよい弁装置をもった内燃機関の冷却装置を提供することを技術課題とする。
【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講じた第１の技術的手段は、内燃機関とヒータコアと排気熱回収器とに冷却水を循環させる内燃機関の冷却装置であって、冷却水が前記ヒータコアと前記排気熱回収器とを循環する第１冷却水循環ルートと、冷却水が前記ヒータコアと前記排気熱回収器と前記内燃機関とを循環する第２冷却水循環ルートと、  前記第１冷却水循環ルートの冷却水を循環させる第１ポンプと、前記第２冷却水循環ルートの冷却水を循環させる第２ポンプと、を備え、前記第１ポンプと前記第２ポンプとの間において、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプの少なくともいずれか一方の運転状態で、前代１ポンプから前記第２ポンプまたは前記第２ポンプから前記第１ポンプへの冷却水の流入を防止する逆止弁が設けられていることである。
【００１０】
第２の技術的手段は第１の技術的手段において、前記逆止弁は、前記第１ポンプから前記第２ポンプへの冷却水の流入を防止する第１の逆止弁と前記第２ポンプから前記第１ポンプへの冷却水の流入を防止する第２の逆止弁とで構成されることである。
【００１１】
第３の技術的手段は第２の技術的手段において、前記第１冷却水循環ルート及び前記第２冷却水循環ルートは、前記第１冷却水循環ルートの前記第１ポンプの吐出側と前記第２冷却水循環ルートの前記内燃機関の冷却水出口側との間で合流し、前記第１冷却水循環ルートの前記第１ポンプの吸入側と前記第２冷却水循環ルートの前記第２ポンプの吸入側との間で分岐することである。
【００１２】
第４の技術的手段は第３の技術的手段において、前記第１の逆止弁は、前記第１ポンプの吐出側かつ前記第１ポンプの吐出側と前記内燃機関の冷却水出口側との合流点よりも前記第１ポンプ側に設けられ、前記第２の逆止弁は、前記内燃機関の冷却水出口側かつ前記第１ポンプの吐出側と前記内燃機関の冷却水出口側との合流点よりも前記内燃機関の冷却水出口側に設けられたことである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内燃機関とヒータコアと排気熱回収器とに冷却水を循環させる内燃機関の冷却装置であって、冷却水がヒータコアと排気熱回収器とを循環する第１冷却水循環ルートと、冷却水がヒータコアと排気熱回収器と内燃機関とを循環する第２冷却水循環ルートと、第１冷却水循環ルートの冷却水を循環させる第１ポンプと、第２冷却水循環ルートの冷却水を循環させる第２ポンプと、を備え、第１ポンプと第２ポンプとの間において、いずれか一方もしくは両方の運転状態で、相手側ポンプへの冷却水の流入を防止する逆止弁が設けられているので、ポンプ出力に応じて逆止弁が開弁し各ポンプの出力調整により第１冷却水循環ルートと第２冷却水循環ルートとの流量が制御可能となる。よって、弁を制御するための各種センサが不要となり、ＥＣＵ回路および制御マップの簡素化を図ることができるとともに、逆止弁は駆動部分を持たない弁構造であり、車両搭載性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る冷却装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る冷却装置のエンジン始動直後の冷却水の流れを示す図である。
【図３】本発明に係る冷却装置のエンジン潤滑油の温度が所定温度以上で、かつ冷却水の温度が所定温度以下の状態の冷却水の流れを示す図である。
【図４】本発明に係る冷却装置のエンジン暖機後の冷却水の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る冷却装置について説明する。図１は、本発明に係る冷却装置の概略構成を示す図である。なお、図２、３、４においては、矢印が冷却水の流れを示し、太線は冷却水が流れる通路（冷却水循環ルート）を示している。
【００１６】
図1は本実施形態に係る冷却装置で、冷却水を用いてエンジン１の冷却を行うとともに、この冷却水と排気ガスとの間で熱交換を行うことによって排気熱を回収し、エンジン１の暖機や車室内用ヒータの熱源に利用する装置である。この場合、冷却水が冷却水通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを通過することによってエンジン１の冷却及び暖機などを行う。
【００１７】
エンジン１から延びている冷却水通路１０ａはラジエータ２と接続され、サーモスタット３と第２ウォータポンプ４とを介して冷却水通路１０ｅに接続されている。
【００１８】
また、冷却水通路１０ｂは逆止弁９ａを介して冷却水通路１０ａと接続され、ヒータコア６、排気熱回収器７、ＥＧＲクーラを介してサーモスタット３に接続している冷却水路１０ｃに接続されている。冷却水通路１０ｄは冷却水路１０ｃから分岐し第１ウォータポンプ５と逆止弁９ｂを介して冷却水路１０ｂに接続されている。
【００１９】
なお、逆止弁９ａは、第２ウォータポンプ４から吐出された冷却水により開弁し、第１ウォータポンプ５から吐出された冷却水により閉弁するものである。これに対し、逆止弁９ｂは、第１ウォータポンプ５から吐出された冷却水により開弁し、第２ウォータポンプ４から吐出された冷却水により閉弁するものである。
【００２０】
つぎに、以上のように構成した本実施形態の冷却装置の作動を説明する。
【００２１】
図２は、エンジン１が始動直後の冷間時の冷却水の流れを示している。ＥＣＵ（不図示）が、油温センサ（不図示）によりエンジン１の潤滑油の温度を検知し、潤滑油の温度が所定の温度以下の場合には、第１ウォータポンプ５を作動させる。第１ウォータポンプ５の吐出側から吐出された冷却水は、逆止弁９ｂを開弁するが逆止弁９ａを開弁することがないので、冷却水はエンジン１へ流れることなく、冷却水通路１０ｂからヒータコア６、排気熱回収器７、ＥＧＲクーラへ流れ、冷却水通路１０ｄを介して第１ウォータポンプ５の吸入側に戻る。これが第１冷却水循環ルートである。
【００２２】
この第１冷却水循環ルートでは、冷却水がエンジン１に流れないのでエンジン１が早期に暖機状態になるとともに、排気熱回収器７により暖められた冷却水がヒータコア６に流れるので車室内を早期の暖めることができる。
【００２３】
図３は、潤滑油の温度が所定温度以上で、かつ冷却水の温度が所定温度以下の状態の冷却水の流れを示している。第１冷却水循環ルートで冷却水が流れている状態において潤滑油の温度が所定温度以上になると、ＥＣＵ（不図示）は第１ウォータポンプ５の作動を停止するとともに第２ウォータポンプ４を作動させる。第２ウォータポンプ４の吐出側から吐出された冷却水は、冷却水路１０ｅを介してエンジン１のウォータジャケット内を流れる。逆止弁９ａを開弁するが逆止弁９ｂを開弁することがないので、第１ウォータポンプ５へ流れることはない。エンジン１の冷却水出口から流れる冷却水は、冷却水通路１０ｂからヒータコア６、排気熱回収器７、ＥＧＲクーラ８へ流れ、冷却水通路１０ｃを介してサーモスタット３から第２ウォータポンプ４の吸入側に戻る。これが第２冷却水循環ルートである。
【００２４】
図４は、さらにエンジン１の運転状態が続き冷却水の温度が上昇した状態の冷却水の流れを示している。冷却水の温度がさらに上昇し所定温度以上になると、冷却水路１０ｃとラジエータ２の流出口と第２ウォータポンプ４の吸入口との合流部位に設けられたサーモスタット３が、内部を流れる冷却水の温度に従って開弁する。すると、第２冷却水循環ルートに加えて、エンジン１から流れ出た冷却水は冷却水路１０ａを介してラジエータ２に流れ、冷却ファン（不図示）により放熱した冷却水がサーモスタット３から第２ウォータポンプ４の吸入側に戻る。これがエンジン１暖機後の冷却水循環ルートで、冷却水の温度を所定の温度範囲に制御するものである。
【００２５】
上記のごとく、本実施形態によれば、専用の流路切替制御弁を用いることなく、第１ウォータポンプ５と第２ウォータポンプ４との作動を切り替えることにより、冷却水循環ルートを切り替えることができる。
【００２６】
ここで使用する第１ウォータポンプ５と第２ウォータポンプ４とは、モータ駆動による電動ポンプ、駆動軸に電磁クラッチを使用したＯＮ−ＯＦＦタイプのポンプ、あるいは駆動に電磁誘導を利用したポンプなど、ポンプの駆動を電気的に制御できるものが種々考えられる。
【００２７】
尚、実際の装置において、第１ウォータポンプ５と逆止弁９ａ、逆止弁９ｂとは一体であっても、別体であってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・エンジン（内燃機関）
２・・・ラジエータ
３・・・サーモスタット
４・・・第２ウォータポンプ（第２ポンプ）
５・・・第１ウォータポンプ（第１ポンプ）
６・・・ヒータコア
７・・・排気熱回収器
８・・・ＥＧＲクーラ
９ａ・・・逆止弁（第１の逆止弁）
９ｂ・・・逆止弁（第２の逆止弁）
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ・・・冷却水路（第１冷却水循環ルート、第２冷却水循環ルート）
【図１】
2010169010.tif 000003
【図２】
2010169010.tif 000004
【図３】
2010169010.tif 000005
【図４】
2010169010.tif 000006