(57)【要約】【課題】ＥＧＲシステム等を有するエンジンの冷却装置及びその冷却方法に関し、サブラジエータにメインラジエータを補助する機能を持たせたことにより、メインラジエータの容量を軽減し、コスト削減、搭載スペースの有効活用を図ったエンジンの冷却装置及びその冷却方法を提供することを課題とする。【解決手段】メイン回路の冷却水の温度を検知し、この冷却水の温度がエンジンの定常時における冷却水の温度の上限値を超えた場合、メインラジエータ１６へ送る冷却水の一部を分流してサブ回路へ送るサブ制御弁２２を設け、このサブ制御弁２２によりサブ回路１２へ送られた冷却水を、サブラジエータ２８で冷却してクーラ機器に流入させるとともに、サブ回路１２の冷却水を分流してメイン回路８の第一のポンプ１８の上流側に戻す構成である。【選択図】図１
2013113182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン内を流通する冷却水を冷却するメインラジエータと、
上記エンジンと上記メインラジエータとを循環する冷却水のメイン回路と、
上記メイン回路の上記エンジンの上流側に設けられ、上記冷却水を流通駆動する第一のポンプと、
上記メイン回路から独立して車載の発熱体を冷却するクーラ機器に用いる冷却水を冷却するサブラジエータと、
上記クーラ機器と上記サブラジエータとを循環する冷却水のサブ回路と、
上記サブ回路の途中に設けられ、このサブ回路の冷却水を流通駆動する第二のポンプと、
上記メイン回路の冷却水の温度を検知し、この温度が上記エンジンの定常時における冷却水の温度の上限値を超えた場合、上記メインラジエータへ送る冷却水の一部を分流して上記サブ回路へ送るサブ制御弁と、を有し、
上記サブ制御弁により上記サブ回路へ送られた冷却水を、上記サブラジエータで冷却して上記クーラ機器に流入させるとともに、上記サブ回路の冷却水を分流して上記メイン回路の上記第一のポンプの上流側に戻すことを特徴とするエンジンの冷却装置。
【請求項２】
上記メイン回路の冷却水の温度を検知し、この温度が上記エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値に満たない場合には、上記エンジンを通過した冷却水をエンジンに戻してエンジンの暖機を行い、上記温度が上記下限値以上のときには、上記エンジンを通過した冷却水の一部又は全部を、メイン回路の上記メインラジエータに向けて送るメイン制御弁を設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの冷却装置。
【請求項３】
上記エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値を８０℃、上限値を１００℃としたことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの冷却装置。
【請求項４】
上記エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値を７０℃〜９０℃の範囲の何れかの値、上限値を９０℃〜１２０℃の範囲の何れかの値としたことを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの冷却装置。
【請求項５】
上記サブ制御弁により分流された冷却水を、上記第二のポンプの上流側又は下流側のサブ回路へ送るバイパス回路を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項６】
上記メイン回路から冷却水を分流した導出循環回路に、ＥＧＲクーラを設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項７】
上記サブ回路の途中に、ＥＧＲクーラを設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のエンジンの冷却装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載のエンジンの冷却装置を用い、上記メイン回路の冷却水の一部を上記サブ回路に送り、この冷却水を上記サブラジエータで冷却し、再び上記メイン回路のエンジンの上流側に戻すことを特徴とするエンジンの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＧＲシステム等を有するエンジンの冷却装置及びその冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気ガスによる大気汚染の対策として、ディーゼルエンジン搭載車両では、排気ガスをエンジンに還流させるＥＧＲシステム（排気ガス再循環機構）が広く採用されている。
【０００３】
上記ディーゼルエンジンでは、高温の排気ガスをそのままエンジンの吸気に還流させると、ＳＯＯＴ（すす）が発生し、また燃料消費量が増大する。これらの問題の解消手段として、ＥＧＲクーラ（熱交換器）を設け、排気ガスを冷却水によって冷却してからエンジンに還流させることが一般的であった。上記ＥＧＲクーラに用いられる冷却水は、多くはエンジンの冷却を兼ねた冷却水である。
【０００４】
エンジンの冷却を行うメインの冷却水回路では、走行風によりラジエータで放熱した冷却水がエンジンに戻されるが、エンジンを冷却する前に一部を導出してＥＧＲクーラに流入させる。この冷却水は、上記ＥＧＲクーラでＥＧＲガス（排気ガス）を冷却した後、ラジエータからエンジンに流れ込む冷却水に合流し、さらに一部の冷却水が再度ＥＧＲクーラに流され、残りの冷却水がエンジンを冷却してラジエータへと循環する流路を形成する。
【０００５】
車両の運転条件にもよるが、一般にエンジン稼動中において、ラジエータで放熱した後の冷却水の温度は概ね８０℃を超えている。このため、上記冷却水によってＥＧＲクーラで冷却される排気ガスは、この冷却水の水温以下になることはない。
【０００６】
近年では、排気ガスに対する規制強化のため、ＥＧＲクーラの大容量化及びエンジンの燃焼温度の低下等による対策が求められている。このうち、ＥＧＲクーラの大容量化については、ＥＧＲクーラの大型化、或いはＥＧＲクーラの使用台数を複数に増やすことで対応していた。また、エンジンの燃焼温度を低下させるためには、エンジンに還流する排気ガス（ＥＧＲガス）の温度を低下させる必要がある。
【０００７】
従来技術として、例えば特許文献１には、図６に示すＥＧＲガスの冷却装置の記載がある。これは、エンジン５１の冷却水通路５２に配設されたウォータポンプ５３、この下流側冷却水水路から分岐した分岐循環通路５６に配設されたＥＧＲクーラ５７、及びこの下流側に配設されたＥＧＲ用ラジエータ５９等を備え、ＥＧＲガス温度のエンジン冷却水温度依存度を低減するものである。
【０００８】
特許文献２には、エンジン冷却系から独立したＥＧＲ用ラジエータを設け、これとＥＧＲクーラを熱的に結合し、ＥＧＲクーラの冷却能力を高くしたＥＧＲ装置の記載がある。
また特許文献３には、トラック等の自動車の内燃機関の暖機時間短縮を目的として、内燃機関及び熱交換機等が組み込まれる高温の第一の冷却ループと、冷却するユニット（インタークーラ）及び低温熱交換機等が組み込まれる低温の第二の冷却ループとを有する過給内燃機関の冷却方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１３２４６９
【特許文献２】特開２００３−２７８６０８
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／００６６６９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
さて、登坂走行など車速が低く高負荷運転ではエンジン冷却水は高温となる。これは、車速が遅くなると、ラジエータにあたる風速が落ちて冷却効率が落ちるためであり、また登坂走行によりエンジンの負荷は高くなり、エンジンの発生熱量が多くなるためでもある。
【００１１】
このため、従来では上記最大負荷を想定して、ラジエータの放熱性能を設定していた。しかし、車両運転時間の大半を占める低・中負荷運転では、上記ラジエータの能力の一部しか使用していないというのが実情である。
【００１２】
上記エンジンの高負荷運転に合わせてラジエータを設計した場合には、大きなサイズのラジエータを作らざるを得ないという問題があった。上記特許文献１〜３に係る従来技術においても同様である。なお、低・中負荷運転だけを考慮すれば良いのであれば、ラジエータを小さくする事が可能である。
【００１３】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、サブラジエータにメインラジエータを補助する機能を持たせたことにより、メインラジエータの容量を軽減し、コスト削減、搭載スペースの有効活用を図ったエンジンの冷却装置及びその冷却方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の技術的課題を解決するため、本発明に係るエンジンの冷却装置は、図１等に示すように、エンジン４内を流通する冷却水を冷却するメインラジエータ１６と、上記エンジンと上記メインラジエータとを循環する冷却水のメイン回路８と、上記メイン回路の上記エンジンの上流側に設けられ、上記冷却水を流通駆動する第一のポンプ１８と、上記メイン回路から独立して車載の発熱体を冷却するクーラ機器１０，３８に用いる冷却水を冷却するサブラジエータ２８と、上記クーラ機器と上記サブラジエータとを循環する冷却水のサブ回路１２と、上記サブ回路１２の途中に設けられ、このサブ回路の冷却水を流通駆動する第二のポンプ３０と、上記メイン回路の冷却水の温度を検知し、この温度が上記エンジンの定常時における冷却水の温度の上限値を超えた場合、上記メインラジエータへ送る冷却水の一部を分流して上記サブ回路へ送るサブ制御弁２２と、を有し、上記サブ制御弁２２により上記サブ回路１２へ送られた冷却水を、上記サブラジエータ２８で冷却して上記クーラ機器に流入させるとともに、上記サブ回路１２の冷却水を分流して上記メイン回路８の上記第一のポンプ１８の上流側に戻す構成である。
【００１５】
本発明に係るエンジンの冷却装置は、上記メイン回路８の冷却水の温度を検知し、この温度が上記エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値に満たない場合には、上記エンジンを通過した冷却水をエンジンに戻してエンジンの暖機を行い、上記温度が上記下限値以上のときには、上記エンジンを通過した冷却水の一部又は全部を、メイン回路の上記メインラジエータ１６に向けて送るメイン制御弁２０を設けた構成である。
【００１６】
本発明に係るエンジンの冷却装置は、上記エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値を８０℃、上限値を１００℃とした構成である。
【００１７】
本発明に係るエンジンの冷却装置は、上記エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値を７０℃〜９０℃の範囲の何れかの値、上限値を９０℃〜１２０℃の範囲の何れかの値とした構成である。
この場合、上記範囲内で、下限値を例えば７０℃或いは８５℃等に設定することができ、また上限値についても、例えば９５℃或いは１２０℃等に設定することができる。
【００１８】
また、本発明に係るエンジンの冷却装置は、上記サブ制御弁２２により分流された冷却水を、上記第二のポンプ３０の上流側又は下流側のサブ回路１２へ送るバイパス回路３１（３２）を設けた構成である。
本発明に係るエンジンの冷却装置は、上記メイン回路から冷却水を分流した導出循環回路９に、ＥＧＲクーラ６を設けた構成である。
また、本発明に係るエンジンの冷却装置は、上記サブ回路の途中に、ＥＧＲクーラ６を設けた構成である。
【００１９】
本発明に係るエンジンの冷却方法は、上記の何れかに記載のエンジンの冷却装置を用い、上記メイン回路８の冷却水の一部を上記サブ回路１２に送り、この冷却水を上記サブラジエータ２８で冷却し、再び上記メイン回路８のエンジン４の上流側に戻すことである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るエンジンの冷却装置によれば、サブ制御弁によりサブ回路へ送られた冷却水を、サブラジエータで冷却してクーラ機器に流入させるとともに、サブ回路の冷却水を分流してメイン回路の第一のポンプの上流側に戻す構成を採用したから、メインラジエータを低・中負荷運転時に合わせた大きさに設定することができて、従来に比べ小型化されたメインラジエータを構成することが可能となり、メインラジエータの大型化が回避され、またコストの削減、及びラジエータの搭載スペースの有効利用にも寄与するという効果を奏する。
【００２１】
本発明に係るエンジンの冷却方法によれば、エンジンの冷却装置を用い、メイン回路の冷却水の一部をサブ回路に送り、この冷却水をサブラジエータで冷却し、再びメイン回路のエンジンの上流側に戻すこととしたから、メインラジエータを低・中負荷運転時に合わせた大きさに設定することができてメインラジエータの大型化が回避され、またコストの削減、及びラジエータの搭載スペースの有効利用にも寄与するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一の実施の形態に係り、エンジンの冷却装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係り、サブ回路（及びメイン回路の一部）における冷却水の流通形態を示すブロック図である。
【図３】他の実施の形態に係るエンジンの冷却装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第二の実施の形態に係り、エンジンの冷却装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第三の実施の形態に係り、エンジンの冷却装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来例に係るＥＧＲガスの冷却装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態では、エンジンの冷却装置２及びエンジンの冷却方法を、トラック等、排気ガス規制を大容量のＥＧＲ機構等で対応したエンジン４（ここではディーゼルエンジン）を搭載した車両に適用する。
図１は、第一の実施の形態に係るエンジンの冷却装置２の構成を示すブロック図である。
【００２４】
このエンジンの冷却装置２は、メインラジエータ１６を用いてエンジン４及び第一のＥＧＲクーラ６の冷却を行う冷却水のメイン回路８、またサブラジエータ２８を用いて低水温の冷却水により第二のＥＧＲクーラ１０の冷却を行うサブ回路１２の２つの回路を有している。
また上記サブ回路１２には分岐部１４が設けられ、所定の条件によりサブ回路１２を流通する冷却水がこの分岐部１４からメイン回路８に流入し、エンジン４内を流通して再びメイン回路８からサブ回路１２に戻される。
【００２５】
上記メイン回路８には、エンジン４、メインラジエータ１６、第一のポンプ１８、メイン制御弁２０、サブ制御弁２２、及び第一のＥＧＲクーラ６が設けられている。また上記サブ回路１２には、サブラジエータ２８、第二のＥＧＲクーラ１０、及び第二のポンプ３０が設けられている。また、冷却装置２にはインタークーラ３８が設けられている。
【００２６】
上記メイン回路８には、メインラジエータ１６からの冷却水を第一のポンプ１８を介してエンジン４に流入させ、再びメインラジエータ１６に戻す循環回路、及びエンジン４内から冷却水の一部を導出し、これを第一のＥＧＲクーラ６に流入させ、再びエンジン４内に戻す導出循環回路９が形成されている。なお、この導出循環回路９として、エンジン４以外のメイン回路８から冷却水を導出し、これを第一のＥＧＲクーラ６に流入させ、再度メイン回路８に戻す回路も可能である。
【００２７】
またメイン回路８には、冷却水をメイン制御弁２０から第一のポンプ１８に流通させる第一のバイパス回路２７が設けられている。さらにメイン回路８には、冷却水をサブ制御弁２２から第二のポンプ３０に流通させる第二のバイパス回路３１が設けられている。
【００２８】
上記サブ回路１２には、サブラジエータ２８からの冷却水を第二のＥＧＲクーラ１０に流入させ、第二のポンプ３０を介して再びサブラジエータ２８に戻す循環回路が形成されている。
上記第二のＥＧＲクーラ１０では、上記第一のＥＧＲクーラ６で冷却した排気ガス（ＥＧＲガス）をさらに冷却して低温にするため、メインラジエータ１６で冷却される冷却水よりさらに低い温度の冷却水が必要となる。
【００２９】
上記メインラジエータ１６は、主にエンジン４用の冷却水を冷却し、またサブラジエータ２８は、主に第二のＥＧＲクーラ１０、インタークーラ３８などのクーラ機器に用いる冷却水を冷却する。
また上記第一のＥＧＲクーラ６、第二のＥＧＲクーラ１０は、ともに排気ガス（ＥＧＲガス）を冷却する。上記インタークーラ３８は過給気を冷却する。
【００３０】
上記各回路に設けられる第一のポンプ１８及び第二のポンプ３０は、何れもウォータポンプであり、冷却水を駆動して回路内を流通させる。これら第一のポンプ１８及び第二のポンプ３０としては、エンジン４の駆動力を用いる機械式ポンプ、または電動式ポンプを用いる。この場合、第一のポンプ１８として機械式ポンプを使用し、第二のポンプ３０として第一のポンプ１８と同じ機械式ポンプを使用するか、または第二のポンプ３０だけ電動式のポンプを用いることもできる。電動式ポンプは電気制御であり、ＥＣＵ等から制御が容易に行える。
上記第一のポンプ１８及び第二のポンプ３０は、何れも冷却水の入口が１箇所（但し、第一のポンプ１８は入口で二回路からの冷却水が合流）、出口が１箇所設けられたものである。
【００３１】
上記第一のポンプ１８は、メインラジエータ１６とエンジン４との間のメイン回路８（エンジン４の上流側）に設けられ、メインラジエータ１６から出力される冷却水をエンジン４に向けて駆動し、メイン回路８内の冷却水を循環させる。また第二ポンプ３０は、第二のＥＧＲクーラ１０とサブラジエータ２８との間のサブ回路１２（第二のＥＧＲクーラ１０の下流側）に設けられ、サブ回路１２の冷却水をサブラジエータ２８の入力側に向けて駆動し、サブ回路１２内の冷却水を循環させる。
【００３２】
上記メイン制御弁２０及びサブ制御弁２２は、何れも三方弁（入口一つ出口二つ）であり、何れも冷却水の温度を検知して冷却水の水路の開閉（分流）を行う所謂サーモスタットである。
このメイン制御弁２０は、冷却水の温度例えば８５℃（エンジンの定常時における冷却水の温度の下限値）を基準に弁の開閉動作を行う。また、サブ制御弁２２はメイン制御弁２０より高い温度例えば９５℃（エンジンの定常時における冷却水の温度の上限値）を基準に弁の開閉動作を行う。またメイン制御弁２０は、全開及び全閉の動作（及び中間開）が可能であり、サブ制御弁２２は全閉とはならない場合がある（メイン回路８への流通は確保される）。
【００３３】
上記メイン制御弁２０は、冷却水がエンジン４を通過した位置（エンジン４の下流側）のメイン回路８に設けられる。このメイン制御弁２０は、メイン回路８の近傍の冷却水の温度を検知して弁の開閉を行ない、エンジン４内を通過した冷却水をメインラジエータ１６に向けて流すか、または第一のバイパス回路２７に流すか（再度エンジン４内を流通）を制御する。
【００３４】
また、上記サブ制御弁２２は、メイン制御弁２０とメインラジエータ１６との間のメイン回路８に設けられ、メイン回路８の近傍の冷却水の温度を検知して弁の開閉を行なう。このサブ制御弁２２は、メイン制御弁２０を通過した冷却水をメインラジエータ１６へ流すか、第二のバイパス回路３１へ流すか（サブ回路１２に流入）を制御する。
【００３５】
さらに上記メイン回路８には、第一のポンプ１８の入口（上流側）近傍に合流部３４が設けられている。この合流部３４には、第一のＥＧＲクーラ６から流出される冷却水の回路が合流する。
また、上記サブ回路１２には、第二のＥＧＲクーラ１０と第二のポンプ３０との間の回路に分岐部１４が設けられ、この分岐部１４から分岐したサブバイパス回路３６が上記合流部３４に合流する。このサブバイパス回路３６は、サブ回路１２とメイン回路８とを連通させ、サブ回路１２の冷却水をメイン回路８に戻す。
【００３６】
したがって上記合流部３４では、メインラジエータ１６からの回路、第一のＥＧＲクーラ６からの回路、及びサブバイパス回路３６の３回路からの冷却水が合流し、この合流した冷却水は第一のポンプ１８に流れる。
また、サブ回路１２の分岐部１４と第二のバイパス回路３１がサブ回路１２に合流する箇所との間に、逆止弁３７（一方向へのみ流通）を設けた。これは、第二のポンプ３０と第一のポンプ１８との競合によるサブ回路１２の逆流を防止するためである。
【００３７】
ここで、メイン回路８及びサブ回路１２を流通する冷却水の流通形態を、エンジン４の運転状況に基づくメイン回路８を流通する冷却水の温度に応じて説明する。
このエンジン４に係り、定常時（通常稼動時）のメイン回路（メイン制御弁２０、サブ制御弁２２の近傍）の冷却水の温度はここでは８５℃（下限値）〜９５℃（上限値）としている。
【００３８】
なお、上記エンジンの定常時の冷却水の温度としては、他に、下限値を８０℃、上限値を１００℃としてもよい。また、上記エンジンの定常時の冷却水の温度の下限値を７０℃〜９０℃の範囲の何れかの値とし、上限値を９０℃〜１２０℃の範囲の何れかの値としてもよい。
上記エンジンの定常時にける冷却水の温度の下限値は、エンジンオイルの特性及び温度に基づくエンジンのフリクションにより変動する。エンジンオイルは、温まっていないと粘性が高くフリクションによるロスが発生し燃費が悪化する。また上記上限値は、水の沸騰とエンジン部品の耐久性等により変動する。例えば高地では、９０℃未満でも沸騰する。冷却水は加圧することで沸騰点が高くなるが、エンジン部品に使われる部品の耐熱性、熱負荷に対する耐久性により上記上限値が制限される。これらの事情に鑑み、上記下限値、及び上限値に別の範囲また値の幅などをもたせた。
【００３９】
まず、エンジン４が暖機中の場合について説明する。
この場合、メイン回路８の冷却水の水温は上記定常時の温度の下限値（８５℃）に満たない範囲である。
このとき、メイン制御弁２０は冷却水の水温を検知して閉じた状態となり、メイン制御弁２０により全ての冷却水は分流して第一のバイパス回路２７へ流れ、第一のポンプ１８を経て冷却水はエンジン４内を再び循環する。
即ち、メイン回路８の冷却水は、第一のポンプ１８に駆動されてエンジン４内部から第一のバイパス回路２７を流通し、再び第一のポンプ１８に戻されエンジン４に送られる流れとなり、エンジン４内部を循環する暖機状態となる。
【００４０】
またメイン回路８を流通する冷却水の一部は、第一のＥＧＲクーラ６の冷却に利用され、第一のＥＧＲクーラ６を通過した冷却水はメイン回路８に戻される。ここでは、第一のＥＧＲクーラ６用の冷却水は、エンジン４内から導出してこの第一のＥＧＲクーラ６を流通させた後、上記合流部３４に送ってメインラジエータ１６からの冷却水等と合流させ、エンジン４に再び戻すようにしている。
なお、第一のＥＧＲクーラ６に係る冷却水の流通形態は一定しており、エンジン４の運転状態によって変わらない。
【００４１】
一方、サブ回路１２は、エンジン４を冷却するメイン回路８とは異なる独立した冷却水の回路を形成する。このサブ回路１２における冷却水は、第二のポンプ３０に駆動されてサブラジエータ２８を流通し、第二のＥＧＲクーラ１０を通過して再び第二のポンプ３０に戻される流れとなる。
この場合、第二のポンプ３０が電動ポンプであって、第二のＥＧＲクーラ１０による冷却の必要がない場合は、この第二のポンプ３０は駆動させなくてもよい。
【００４２】
次に、エンジンが定常時の場合について説明する。
この場合、メイン回路８の冷却水の水温は上記定常時の温度の下限値から上限値（８５℃〜９５℃）の範囲にある。
まず、メイン回路８について説明する。メイン回路８のメイン制御弁２０は、冷却水の水温を検知して弁が開いた状態となり、冷却水はメイン回路８をメインラジエータ１６に向けて流れる。
一方、サブ制御弁２２も弁が開いた状態となり、冷却水はサブ制御弁２２を通過してメイン回路８をメインラジエータ１６に向けて流れ、サブ回路１２に対しては弁が閉じた状態となり第二のバイパス回路３１へは流れない。
【００４３】
また、定常時の冷却水の温度帯では、水温変化によりメイン制御弁２０は開閉を繰り返し（中間開状態）、これにより冷却水はメインラジエータ１６へ向けて流れたり、又は第一のバイパス回路２７へ向けて流れたりしながら、冷却水の温度が一定に保たれる。
【００４４】
エンジン４が定常時の通常の冷却水の流通形態としては、第一のポンプ１８に駆動された冷却水はエンジン４内部を流通し、メイン制御弁２０（メイン回路に対して開）からメイン回路８を経由してサブ制御弁２２へ流れ、このサブ制御弁２２（メイン回路に対して開、サブ回路に対して全閉）からメインラジエータ１６に送られ、再び第一のポンプ１８に戻されメイン回路８を循環する。
【００４５】
次に、サブ回路１２について説明する。上記第二のポンプ３０により、エンジン４を冷却するメイン回路８とは独立した、冷却水のサブ回路１２に係る循環回路が形成される。
このサブ回路１２は、冷却水の流入及び流出がなければ独立した回路として一定の冷却水の量が保たれる。仮に、サブ回路１２からメイン回路８への分岐部１４に負圧が生じ回路が減圧することがあっても、冷却水がサブ回路１２からメイン回路８へ流出することはない。
【００４６】
エンジン４が定常時、サブ回路１２における冷却水の流通形態としては、第二のポンプ３０に駆動されてサブラジエータ２８を流通し、第二のＥＧＲクーラ１０を通過し、再び第二のポンプ３０に戻されてサブ回路１２を循環する。このサブ回路１２は、メイン回路８に比べて冷却水が低水温の回路である。また、サブ回路１２の冷却水量は例えば３０Ｌ／ｍｉｎである。
【００４７】
次に、エンジンが高負荷運転時の場合について説明する。
この場合、メイン回路８の冷却水の水温は上記定常時の温度の上限値（９５℃）を超えている。この温度では、エンジンはオーバヒート直前の状態にある。
冷却水の水温が上記上限値を超えると、メイン回路８のメイン制御弁２０は、冷却水の水温を検知して弁が開いた状態となる一方、メイン回路８のサブ制御弁２２はこの冷却水の水温を検知して開状態から少し閉じた状態に絞られる。そして、メイン回路８の冷却水はサブ制御弁２２により第二のバイパス回路３１へ分流し、サブ回路１２へ流れる。
但し、サブ制御弁２２は、メイン回路８への流路が少し閉じる（全閉にはならない）程度であり、冷却水の一部はサブ回路１２へ分流し、残りはメイン回路８を流通する。この場合、メイン回路８側の抵抗を増やすことでサブ回路１２への流量を増やす構造とすることもできる。
【００４８】
このとき、サブ制御弁２２の開程度にもよるが、メイン回路８の冷却水の一部が分流し（例えば５０Ｌ／ｍｉｎ）、第二のポンプ３０を経てサブ回路１２を流通（合流）する。このときサブ回路１２の冷却水の量は、本来の量（３０Ｌ／ｍｉｎ）に上記メイン回路から流入した量（５０Ｌ／ｍｉｎ）が加わる。
そしてサブ回路１２の冷却水（３０+５０Ｌ／ｍｉｎ）は、サブラジエータ２８で冷却され、第二のＥＧＲクーラ１０を流通し第二のポンプ３０に至る。このサブ回路１２を流通する冷却水の内、メイン回路８から分流した水量（５０Ｌ／ｍｉｎ）は分岐部１４から再びメイン回路８へ戻される。
【００４９】
メイン回路８における冷却水の流通形態は、上記サブ制御弁２２による分流を除いて上記定常時と同じであり、第一のポンプ１８に駆動された冷却水は、エンジン４内部を流通し、メイン制御弁２０（開）からサブ制御弁２２に向けて流れ、このサブ制御弁２２（開）からメインラジエータ１６に送られ再び第一のポンプ１８に戻される。
【００５０】
図２は、サブ回路１２（及びメイン回路８の一部）における冷却水の流通形態を示したものである。
サブ制御弁２２からメイン回路８の冷却水の一部が分流（５０Ｌ／ｍｉｎ）し、第二のバイパス回路３１を経由して第二のポンプ３０の入口に流入する。他に、後述する第三のバイパス回路３２を経由して第二のポンプの下流のサブ回路１２に流入する回路もある。
さらに第二のポンプ３０の入口には、分岐部１４を通過してサブ回路１２を経由した冷却水（３０Ｌ／ｍｉｎ）が流入する。
【００５１】
そして、上記第二のポンプ３０の入口には冷却水が合流し（３０＋５０Ｌ／ｍｉｎ）、さらに第二のポンプ３０の出口を経てサブ回路１２を経由し、サブラジエータ２８を流通する。
このサブラジエータ２８を経て第二のＥＧＲクーラ１０を通過した冷却水の内、サブ回路１２の分岐部１４で分流した冷却水（５０Ｌ／ｍｉｎ）は、サブバイパス回路３６及び合流部３４を経由し、さらに第一のポンプ１８に駆動されてエンジン４内を流通し、メイン回路８を通過しメイン制御弁２０を経て上記サブ制御弁２２に至る。
また、上記サブ回路１２の分岐部１４から分流しなかった冷却水（３０Ｌ／ｍｉｎ）は、そのままサブ回路１２を流通し上記第二のポンプ３０に流入する。
【００５２】
これにより、サブ回路１２はメイン回路８に従属することになり、サブ回路１２のサブラジエータ２８により冷却された冷却水が、メイン回路８のエンジン４の冷却に寄与する。このように、エンジン４の高負荷運転時には、冷却水の流れの切り替え制御を行ない、冷却水を低水温に冷却するサブラジエータ２８を、メインラジエータ１６の放熱量低下を補うために使用する。
【００５３】
図３は、他の形態に係るエンジンの冷却装置４０の構成を示すブロック図である。
ここでは、このエンジンの冷却装置４０の構成について、上記エンジンの冷却装置２と同様の構成要素は同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００５４】
この冷却装置４０は、上記エンジンの冷却装置２に係る第二のバイパス回路３１に替えて第三のバイパス回路３２を設け、サブ制御弁２２により分流されたメイン回路８の冷却水を、サブ回路１２に合流させるものである。
この第三のバイパス回路３２は、サブ制御弁２２と、第二のポンプ３０の下流側（第二のポンプ３０とサブラジエータ２８との間）のサブ回路１２とを連通する。この第三のバイパス回路３２は、第二のポンプ３０を迂回するものである。この第二のポンプ３０を迂回することで、第一のポンプ１８の水圧（第二のポンプ３０より出力大）による第二のポンプ３０への影響が回避できる。
【００５５】
また上記サブ制御弁２２により、第三のバイパス回路３２を経由してメイン回路８からサブ回路１２へ冷却水の一部が流入している場合、第二のポンプ３０は駆動させなくてもよい。
この第二のポンプ３０を駆動させない状態では、このポンプ内を冷却水が流通することは可能である。この場合、サブ制御弁２２から第三のバイパス回路３２を経由してサブ回路１２に流入した冷却水が、サブ回路１２を逆流し、第二のポンプ３０を通過して圧力の低い第一のポンプ１８へと流通することが予測される。
このため、サブ回路１２の分岐部１４と第二のポンプ３０との間に逆止弁３７を設け、上記サブ回路１２の逆流を防止する。
【００５６】
上記第三のバイパス回路３２によれば、サブ回路１２はメイン回路８に従属する形態となり、またメイン回路８の第一のポンプ１８は第二のポンプ３０より高出力であるため、第一のポンプ１８によりメイン回路８とサブ回路１２の双方の冷却水を循環させることができる。上記第一のポンプ１８によれば、メイン回路８の駆動以外に、メイン回路８から第三のバイパス回路３２を経由してサブ回路１２に至り、このサブ回路からから再びメイン回路８に戻る回路の冷却水を流通駆動させる。このため、第二のポンプ３０による駆動は不要となる。
【００５７】
この冷却装置４０は、上記第三のバイパス回路３２及びこれに係る回路以外は、上記エンジンの冷却装置２の構成、回路と同様である。
この冷却装置４０では、メイン回路８の冷却水の水温が上記定常時の温度の上限値（９５℃）を超えると、メイン回路８のサブ制御弁２２は、この冷却水の水温を検知して開状態から少し閉じた状態に絞られる。そして、冷却水はサブ制御弁２２により第三のバイパス回路３２へ分流し、この第三のバイパス回路３２を経てサブ回路１２へ流れる。
これにより、サブ回路１２はメイン回路８に従属することになり、上述したようにサブ回路１２のサブラジエータ２８により冷却された冷却水が、メイン回路８のエンジン４の冷却に寄与する。
【００５８】
従って、上記実施の形態によれば、燃費改善の為に設けた低水温用のサブラジエータの冷却能力を、一時的（高負荷運転時）にメインラジエータを補助するラジエータとして使い、これによりメインラジエータを低・中負荷運転時に合わせた大きさに設定することができて、従来に比べ小型化されたメインラジエータを構成することが可能となり、メインラジエータの大型化が回避され、またコストの削減及びラジエータの搭載スペースの有効利用にも寄与する。
【００５９】
次に、第二の実施の形態に係るエンジンの冷却装置４２について説明する。
図４は、このエンジンの冷却装置４２の構成を示すブロック図である。
ここでは、このエンジンの冷却装置４２の構成について、上記第一の実施の形態に係るエンジンの冷却装置２と同様の構成要素は同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
この冷却装置４２は、冷却水がメインラジエータ１６とエンジン４とを循環するメイン回路８、また低水温の冷却水がサブラジエータ２８と第二のＥＧＲクーラ１０及びインタークーラ３８間を循環するサブ回路１２を有している。
このように、このサブ回路１２にはインタークーラ３８が設けられている。
【００６０】
上記メイン回路８には、エンジン４、メインラジエータ１６、第一のポンプ１８、メイン制御弁２０、サブ制御弁２２、及び第一のＥＧＲクーラ６が設けられている。また、メイン回路８には、第一のバイパス回路２７及び第二のバイパス回路３１が設けられている。
上記サブ回路１２は、サブラジエータ２８、第二のＥＧＲクーラ１０、第二のポンプ３０及びインタークーラ３８が設けられている。
【００６１】
上記インタークーラ３８は、第二のポンプ３０からサブラジエータ２８に至るサブ回路１２から分岐し、分流した冷却水を流入させる状態で設けられ、このインタークーラ３８から流出した冷却水は、第二のＥＧＲクーラ１０から下流のサブ回路１２に合流する。
【００６２】
この冷却装置４２は、上記インタークーラ３８及びこれに係る回路以外は、上記第一の実施の形態に係るエンジンの冷却装置２の構成、回路と同様である。
上記インタークーラ３８は、サブラジエータ２８との間を循環するサブ回路１２を構成する例を示したものである。したがってこの冷却装置４２は、サブラジエータ２８と循環回路を構成するクーラ機器として、インタークーラ３８と第二のＥＧＲクーラ１０とが設けられた構成である。
【００６３】
この冷却装置４２についても、エンジン４の運転状況に応じたメイン回路８及びサブ回路１２を流通する冷却水の流通形態は（上記インタークーラ３８に係る流通を除き）、上記エンジンの冷却装置２と同様である。
また、サブ回路１２には分岐部１４が設けられ、所定の条件によりサブ回路１２を流通する冷却水が、この分岐部１４からメイン回路８に流入し、エンジン４内を流通して再びメイン回路８からサブ回路１２に戻される。これにより、サブ回路１２はメイン回路８に従属することになり、サブ回路１２のサブラジエータ２８により冷却された冷却水が、メイン回路８のエンジン４の冷却に寄与する。
【００６４】
従って、この第二の実施の形態によれば、上記第一の実施の形態と同様、メインラジエータを低・中負荷運転時に合わせた大きさに設定することができて、メインラジエータの大型化が回避され、またコストの削減及びラジエータの搭載スペースの有効利用にも寄与する。
【００６５】
次に、第三の実施の形態に係るエンジンの冷却装置４４について説明する。
図５は、このエンジンの冷却装置４４の構成を示すブロック図である。
ここでは、このエンジンの冷却装置４４の構成について、上記第一の実施の形態に係るエンジンの冷却装置２と同様の構成要素は同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００６６】
このエンジンの冷却装置４４は、エンジン４の冷却を行う冷却水のメイン回路８、また低水温の冷却水により第二のＥＧＲクーラ１０及び第一のＥＧＲクーラ６の冷却を行うサブ回路１２の２つの回路を有している。
【００６７】
上記メイン回路８には、エンジン４、メインラジエータ１６、第一のポンプ１８、メイン制御弁２０、及びサブ制御弁２２が設けられている。また、メイン回路８には、第一のバイパス回路２７及び第二のバイパス回路３１が設けられている。
上記サブ回路１２は、サブラジエータ２８、第二のＥＧＲクーラ１０、第一のＥＧＲクーラ６、及び第二のポンプ３０が設けられている。
このサブ回路１２は、サブラジエータ２８からの冷却水を第二のＥＧＲクーラ１０を流通させ、さらに第一のＥＧＲクーラ６を流通させ、再びサブラジエータ２８に戻す循環回路を形成している。
【００６８】
この冷却装置４４は、上記第二のＥＧＲクーラ１０に係る回路以外は、上記第一の実施の形態のエンジンの冷却装置２の構成、回路と同様である。
この冷却装置４４についても、エンジン４の運転状況に応じたメイン回路８及びサブ回路１２を流通する冷却水の流通形態は（上記第二のＥＧＲクーラ１０に係る流通を除き）、上記エンジンの冷却装置２と同様である。
また、サブ回路１２には分岐部１４が設けられ、所定の条件によりサブ回路１２を流通する冷却水が、この分岐部１４からメイン回路８に流入し、エンジン４内を流通して再びメイン回路８からサブ回路１２に戻される。これにより、サブ回路１２はメイン回路８に従属することになり、サブ回路１２のサブラジエータ２８により冷却された冷却水が、メイン回路８のエンジン４の冷却に寄与する。
【００６９】
従って、この第三の実施の形態によれば、上記第一の実施の形態と同様、メインラジエータを低・中負荷運転時に合わせた大きさに設定することができて、メインラジエータの大型化が回避され、またコストの削減及びラジエータの搭載スペースの有効利用にも寄与する。
【符号の説明】
【００７０】
４  エンジン
６  ＥＧＲクーラ／（第一のＥＧＲクーラ）
８  メイン回路
９  導出循環回路
１０  クーラ機器（第二のＥＧＲクーラ）
１２  サブ回路
１４  分岐部
１６  メインラジエータ
１８  第一のポンプ
２０  メイン制御弁
２２  サブ制御弁
２８  サブラジエータ
３０  第二のポンプ
３１  バイパス回路（第二のバイパス回路）
３２  バイパス回路（第三のバイパス回路）
３８  クーラ機器（インタークーラ）
【図１】
2013113182.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013113182.tif 000005
【図４】
2013113182.tif 000006
【図５】
2013113182.tif 000007
【図６】
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