(57)【要約】【課題】エンジンの摺動抵抗の低減とエンジンオイルの冷却とを両立させる。【解決手段】エンジン１２とラジエータ１３とサーモスタット１４とが介設され、サーモスタット１４の開弁時に冷却液がエンジン１２とラジエータ１３との間で循環する主冷却回路１１を備え、主冷却回路１１には、ラジエータ１３をバイパスしてサーモスタット１４内と連通し、冷却液がエンジン１２との間で常時循環する第１バイパス通路１６と、ラジエータ１３をバイパスしてサーモスタット１４と連通し、サーモスタット１４の閉弁時に冷却液がエンジン１２との間で循環し、サーモスタット１４の開弁時にその循環が遮断される第２バイパス通路１７とが配設される。第２バイパス通路１７には、オイル熱交換器２１が介設される。オイル熱交換器２１には、エンジン熱間時に冷却液をエンジン１２とオイル熱交換器２１との間で循環させる連通路２２及び制御弁２３が設けられる。【選択図】図１
2008151035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、ラジエータと、エンジン冷間時に閉弁し、エンジン温間時及び熱間時に開弁するサーモスタットとが介設され、該サーモスタットの開弁時に冷却液が上記エンジンと上記ラジエータとの間で循環する冷却回路を備え、
上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタット内と連通し、冷却液が上記エンジンとの間で常時循環する第１バイパス通路が設けられているエンジンの冷却装置であって、
上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタットと連通し、該サーモスタットの閉弁時に冷却液が上記エンジンとの間で循環し、該サーモスタットの開弁時に該循環が遮断される第２バイパス通路がさらに設けられ、
上記第２バイパス通路には、冷却液をオイルと熱交換させるための熱交換器が介設され、
上記熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液を上記エンジンと上記熱交換器との間で循環させる循環手段が設けられていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載のエンジンの冷却装置において、
上記第１バイパス通路には、冷却液との熱交換を常時要する機器が介設され、
上記第２バイパス通路には、上記熱交換器のみ介設されていることを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエンジンの冷却装置において、
上記循環手段は、上記熱交換器と上記第１バイパス通路又は上記サーモスタット内とを連通する連通路と、該連通路に介設され、エンジン熱間時に開弁する開閉弁とを有することを特徴とするエンジンの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの冷却装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このエンジンの冷却装置は、エンジンとラジエータとサーモスタットとが介設された冷却回路を備えている。そして、エンジン温間時及び熱間時には、サーモスタットが開弁し、冷却液がエンジンに循環されて該エンジンが冷却され、その冷却によって熱くなった冷却液がラジエータに導かれて外気で冷やされ、エンジンへと戻ってくる。
【０００３】
また、冷却回路には、ラジエータをバイパスしてサーモスタット内と連通し、冷却液がエンジンとの間で常時循環するバイパス通路が設けられている。このバイパス回路には、アイドルスピードコントロールバルブが介設されている。そして、このアイドルスピードコントロールバルブは、冷却液によって常に加熱され、外気の温度が低いときに凍結しないようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１１５８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記バイパス通路に、アイドルスピードコントロールバルブの代わりに、冷却液をオイルと熱交換させるための熱交換器を介設することを考える。この場合、エンジン冷間時には、熱交換器においてオイルが、エンジンを流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。これにより、低温のオイルの温度を上げることができる。これはエンジン効率の観点から好ましい。
【０００５】
また、エンジン熱間時には、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。これにより、高温になり過ぎたオイルの温度を下げることができ、オイルを適温に保つことができる。
【０００６】
ここで、エンジン温間時には、オイルの温度を適温（比較的高温）に保持し、オイルの粘度を適度に低く抑えるため、オイルを冷やさないのが望ましい。
【０００７】
しかしながら、上述のように、バイパス通路に熱交換器を介設すると、エンジン温間時にも、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却されてしまう。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、エンジンと、ラジエータと、エンジン冷間時に閉弁し、エンジン温間時及び熱間時に開弁するサーモスタットとが介設され、該サーモスタットの開弁時に冷却液が上記エンジンと上記ラジエータとの間で循環する冷却回路を備え、上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタット内と連通し、冷却液が上記エンジンとの間で常時循環する第１バイパス通路が設けられているエンジンの冷却装置であって、上記冷却回路には、上記ラジエータをバイパスして上記サーモスタットと連通し、該サーモスタットの閉弁時に冷却液が上記エンジンとの間で循環し、該サーモスタットの開弁時に該循環が遮断される第２バイパス通路がさらに設けられ、上記第２バイパス通路には、冷却液をオイルと熱交換させるための熱交換器が介設され、上記熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液を上記エンジンと上記熱交換器との間で循環させる循環手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
これにより、エンジン冷間時には、第２バイパス通路において冷却液がエンジンとの間で循環するので、第２バイパス通路の熱交換器においてオイルが、エンジンを流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。
【００１１】
また、エンジン温間時には、第２バイパス通路においてエンジンとの間での冷却液の循環が遮断され、冷却液が流動しないので、第２バイパス通路の熱交換器においてオイルが冷却されず、オイルの温度が適温（比較的高温）で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。
【００１２】
さらに、熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液をエンジンと熱交換器との間で循環させる循環手段を設けているので、エンジン熱間時には、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。
【００１３】
以上により、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記第１バイパス通路には、冷却液との熱交換を常時要する機器が介設され、上記第２バイパス通路には、上記熱交換器のみ介設されていることを特徴とするものである。
【００１５】
ここで、第１バイパス通路において冷却液がエンジンとの間で常時循環するので、第１バイパス通路の、冷却液との熱交換を常時要する機器を、冷却液と常時熱交換させながら、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
【００１６】
第３の発明は、上記第１又は２の発明において、上記循環手段は、上記熱交換器と上記第１バイパス通路又は上記サーモスタット内とを連通する連通路と、該連通路に介設され、エンジン熱間時に開弁する開閉弁とを有することを特徴とするものである。
【００１７】
これにより、簡単な構造で、循環手段を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、エンジン冷間時には、第２バイパス通路において冷却液がエンジンとの間で循環するので、第２バイパス通路の熱交換器においてオイルが、エンジンを流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。また、エンジン温間時には、第２バイパス通路においてエンジンとの間での冷却液の循環が遮断され、冷却液が流動しないので、第２バイパス通路の熱交換器においてオイルが冷却されず、オイルの温度が適温（比較的高温）で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。さらに、熱交換器には、エンジン熱間時に冷却液をエンジンと熱交換器との間で循環させる循環手段を設けているので、エンジン熱間時には、熱交換器においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。以上により、エンジンの摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置１０の系統図である。図１では、エンジン冷却液（以下、冷却液という）の循環方向を矢印で表している。図１に示すように、このエンジンの冷却装置１０は、主冷却回路１１（図１では太線）を備えている。この主冷却回路１１は、エンジン１２とラジエータ１３とサーモスタット１４とウォータポンプ１５とを冷却液の循環方向に関してその順に配管接続してなる閉回路である。ラジエータ１３は、エンジン１２で発生した熱を放出するために用いる装置で、自動車の前部にあり、熱くなった冷却液を外気によって冷やす構造になっている。サーモスタット１４は、エンジン冷間時はサーモスタットバルブ（図示せず。以下、バルブという）が閉弁して主冷却回路１１の冷却液の循環を止め、エンジン温間時及び熱間時はバルブが開弁して主冷却回路１１に冷却液を流す自動バルブである。具体的には、サーモスタット１４は、該サーモスタット１４内の冷却液の温度が第１設定温度（例えば８０度）よりも小さいときにバルブが閉状態になり、第１設定温度以上のときにバルブが開状態になるようになっている。ウォータポンプ１５は、冷却液を強制的に循環させるためのポンプで、エンジン１２によって駆動される。そして、主冷却回路１１では、ウォータポンプ１５の動作中で、サーモスタット１４のバルブ開弁時には、冷却液がエンジン１２とラジエータ１３との間で循環し、サーモスタット１４のバルブ閉弁時には、ウォータポンプ１５の動作中であっても、その循環が遮断されるようになっている。
【００２１】
また、主冷却回路１１には、第１バイパス通路１６と第２バイパス通路１７とが配設されている。この第１バイパス通路１６は、主冷却回路１１におけるエンジン１２の出口１２ａとラジエータ１３の入口１３ａとの間から分流し、ラジエータ１３をバイパスしてサーモスタット１４内に合流している。そして、第１バイパス通路１６では、ウォータポンプ１５の動作中には、サーモスタット１４のバルブの開弁・閉弁に拘わらず、冷却液が主冷却回路１１を介してエンジン１２との間で常時循環するようになっている。このような、サーモスタット１４のバルブの状態に関係なく、冷却液が常に循環する仕組みは既によく知られているので、ここではその詳細な説明について省略する。
【００２２】
また、第１バイパス通路１６は、その途中で第１分岐通路１６ａと第２分岐通路１６ｂとに分岐し、それらがまた一つの流れとなっている。第１分岐通路１６ａには、冷却液を熱源とする温水式のヒーター１８が、第２分岐通路１６ｂには、冷却を要するＥＧＲバルブ１９と、スロットルボディ２０とが介設されている。これらのヒーター１８、ＥＧＲバルブ１９、及びスロットルボディ２０は、冷却液との熱交換を常時要する機器である。
【００２３】
第２バイパス通路１７は、第１バイパス通路１６と並列に設けられていて、主冷却回路１１におけるエンジン１２の出口１２ａとラジエータ１３の入口１３ａとの間から分流し、ラジエータ１３をバイパスしてサーモスタット１４に合流している。そして、第２バイパス通路１７では、ウォータポンプ１５の動作中で、サーモスタット１４のバルブ閉弁時（つまり、第２バイパス通路１７のバルブの開弁時）には、冷却液が主冷却回路１１を介してエンジン１２との間で循環し、サーモスタット１４のバルブ開弁時（つまり、第２バイパス通路１７のバルブの閉弁時）には、ウォータポンプ１５の動作中であっても、その循環が遮断されるようになっている。このような、サーモスタット１４のバルブ閉弁時に冷却液が循環し、バルブ開弁時にその循環が遮断される仕組みは既によく知られているので、ここではその詳細な説明について省略する。
【００２４】
また、第２バイパス通路１７には、冷却液をエンジンオイル（以下、オイルという）と熱交換させるためのオイル熱交換器（オイルクーラー）２１のみ介設されている。このオイル熱交換器２１には、該オイル熱交換器２１と、第１バイパス通路１６における第１及び第２分岐通路１６ｂの合流点１６ｃとサーモスタット１４との間とを連通する連通路２２が設けられている。この連通路２２には、制御弁２３（開閉弁に相当）が介設されている。この制御弁２３は、エンジン冷間時及び温間時に閉弁し、エンジン熱間時に開弁する。具体的には、制御弁２３は、主冷却回路１１のエンジン１２の出口１２ａ付近に設けられた水温センサ２４により検出された冷却液の温度が、上記第１設定温度よりも大きい第２設定温度（例えば９５度）よりも小さいときに、制御装置（図示せず）によって閉弁制御され、第２設定温度以上のときに開弁制御されるようになっている。そして、連通路２２及び制御弁２３が、エンジン熱間時に冷却液をエンジン１２とオイル熱交換器２１との間で循環させる循環手段を構成している。これにより、簡単な構造で、循環手段を実現することができる。
【００２５】
−エンジンの冷却装置の動作−
以下、エンジンの冷却装置１０の動作について説明する。なお、以下の説明では、ウォータポンプ１５は運転中である。
【００２６】
エンジン冷間時には、サーモスタット１４のバルブが閉弁している。このとき、主冷却回路１１では、エンジン１２とラジエータ１３との間での冷却液の流通が遮断され、各バイパス通路１６，１７では、冷却液がエンジン１２との間で流通する。これにより、第２バイパス通路２１のオイル熱交換器２１では、オイルが、エンジン１２を流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。また、第１バイパス通路１６では、ヒーター１８、ＥＧＲバルブ１９、及びスロットルボディ２０が冷却液と熱交換する。これは、エンジン温間時及び熱間時も同様である。
【００２７】
エンジン温間時には、サーモスタット１４のバルブが開弁している。このとき、主冷却回路１１では、冷却液がエンジン１２とラジエータ１３との間で流通し、第１バイパス通路１６では、冷却液がエンジン１２との間で流通する。また、第２バイパス通路１７では、エンジン１２との間での冷却液の流通が遮断され、冷却液が流動しない。このため、オイル熱交換器２１ではオイルが冷却されず、オイルの温度が適温（比較的高温）で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。
【００２８】
エンジン熱間時には、エンジン温間時と同様、主冷却回路１１では、冷却液がエンジン１２とラジエータ１３との間で流通し、第１バイパス通路１６では、冷却液がエンジン１２との間で流通し、第２バイパス通路１７では、エンジン１２との間での冷却液の流通が遮断される。このとき、制御弁２３が開弁する。これにより、エンジン温間時に第２バイパス通路１７にとどまっていた冷却液がオイル熱交換器２１から連通路２２へと流出し、連通路２２、第１バイパス通路１６、及び主冷却回路１１を介してエンジン１２へと戻る。そして、冷却液が第２バイパス通路１７、連通路２２、第１バイパス通路１６、及び主冷却回路１１を介してエンジン１２とオイル熱交換器２１との間で循環する。このため、オイル熱交換器２１では、オイルが冷却液と熱交換して冷却される。もし、エンジン熱間状態で第２バイパス通路１７にてオイル熱交換器２１内の冷却水に流動がないと、昇温するオイルにより冷却水が沸騰し、オイルの劣化が促進されるとともに、オイル熱交換器２１が破損する恐れがあるが、上述の構成によりこのことを未然に防止することができる。
【００２９】
−効果−
以上により、本実施形態によれば、エンジン冷間時には、第２バイパス通路１７において冷却液がエンジン１２との間で循環するので、第２バイパス通路１７のオイル熱交換器２１においてオイルが、エンジン１２を流れて加熱された冷却液と熱交換して加熱される。
【００３０】
また、エンジン温間時には、第２バイパス通路１７においてエンジン１２との間での冷却液の循環が遮断され、冷却液が流動しないので、第２バイパス通路１７のオイル熱交換器２１においてオイルが冷却されず、オイルの温度が適温（比較的高温）で維持され、オイルの粘度が適度に低く抑えられる。
【００３１】
さらに、オイル熱交換器２１には、エンジン熱間時に冷却液をエンジン１２とオイル熱交換器２１との間で循環させる連通路２２及び制御弁２３を設けているので、エンジン熱間時には、オイル熱交換器２１においてオイルが冷却液と熱交換して冷却される。
【００３２】
以上により、エンジン１２の摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
【００３３】
ここで、第１バイパス通路１６において冷却液がエンジン１２との間で常時循環するので、第１バイパス通路１６の、冷却液との熱交換を常時要するヒーター１８、ＥＧＲバルブ１９、及びスロットルボディ２０を、冷却液と常時熱交換させながら、エンジン１２の摺動抵抗の低減とオイルの冷却とを両立させることができる。
【００３４】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、主冷却回路１１にエンジン１２とラジエータ１３とサーモスタット１４とウォータポンプ１５とを冷却液の循環方向に関してその順に介設しているが、その順はこれに限らない。
【００３５】
また、上記実施形態では、ヒーター１８、ＥＧＲバルブ１９、及びスロットルボディ２０が冷却液との熱交換を常時要する機器を構成しているが、その機器はこれらに限らない。
【００３６】
また、上記実施形態では、第２バイパス通路１７にオイル熱交換器２１のみ介設しているが、これ以外の機器を介設しても良い。
【００３７】
また、上記実施形態では、連通路２２は、オイル熱交換器２１と第１バイパス通路１６とを連通しているが、オイル熱交換器２１とサーモスタット１４内とを連通しても良い。この場合、ウォータポンプ１５の動作中で、エンジン熱間時には、サーモスタット１４のバルブの開弁・閉弁に拘わらず、冷却液がエンジン１２とオイル熱交換器２１との間で循環する。
【００３８】
また、上記実施形態では、開閉弁を制御弁２３で構成しているが、これに限らず、例えば、図２に示すように、サーモスタット２５で構成しても良い。このサーモスタット２５は、オイル熱交換器２１に直接取り付けられていて、エンジン冷間時及び温間時に閉弁し、エンジン熱間時に開弁する。具体的には、サーモスタット２５は、オイル熱交換器２１内の冷却液の温度が上記第２設定温度よりも小さいときに閉状態になる一方、エンジン温間時にオイル熱交換器２１内にとどまっていた冷却液がオイルと熱交換して加熱されてその温度が第２設定温度以上になったときに、開状態になるようになっている。なお、この場合、連通路２２は、サーモスタット２５と第１バイパス通路１６とを連通している。
【００３９】
また、上記実施形態では、循環手段を連通路２２及び制御弁２３で構成しているが、エンジン熱間時に冷却液をエンジン１２とオイル熱交換器２１との間で循環させる限り、如何なるもので構成しても良い。
【００４０】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００４１】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上説明したように、本発明は、エンジンの摺動抵抗の低減とエンジンオイルの冷却とを両立させるための用途等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの冷却装置の系統図である。
【図２】エンジンの冷却装置の系統図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  エンジンの冷却装置
１１  冷却回路
１２  エンジン
１３  ラジエータ
１４  サーモスタット
１５  ウォータポンプ
１６  第１バイパス通路
１７  第２バイパス通路
１８  ヒーター（機器）
１９  ＥＧＲバルブ（機器）
２０  スロットルボディ（機器）
２１  オイル熱交換器
２２  連通路（循環手段）
２３  制御弁（循環手段、開閉弁）
２５  サーモスタット（循環手段、開閉弁）
【図１】
2008151035.tif 000003
【図２】
2008151035.tif 000004