(57)【要約】      （修正有）【課題】スロットルバルブの凍結を抑制するとともに、エンジンの燃費を改善する。【解決手段】第１のラジエータ、シリンダブロック及びシリンダヘッド並びに配管Ｐ１３を有する第１の通路、吸気配管上に配設されたスロットル１１５内を通過する配管Ｐ１５を有する第２の通路、第１の通路と第２の通路とを開閉可能な開閉バルブ１２及び第２の通路から第１のラジエータ又はシリンダブロックに選択的に連通可能なサーモスタットを経由して冷却液を循環させる第１の冷却液の循環経路１００ａと、少なくとも第２のラジエータ、エンジンの吸気配管上でありスロットルの上流に設けられたインタークーラ１２３及びスロットル内を通過する配管Ｐ１１及びＰ３２を有する第３の通路及び第２のラジエータから第３の通路又はインタークーラに選択的に連通可能な三方バルブを経由して冷却液を循環させる第２の冷却液の循環経路１００ｂとを備えた、スロットルの温度調節構造。【選択図】図１
2017172411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１のラジエータ、エンジン内に形成された第１の通路、前記エンジンの吸気配管上に配設されたスロットル内を通過する第２の通路、前記第１の通路と前記第２の通路とを開閉可能に接続する開閉バルブ、及び前記第２の通路から前記第１のラジエータ又は前記エンジンに選択的に連通可能なサーモスタットを経由して冷却液を循環させる第１の循環経路と、
少なくとも第２のラジエータ、前記エンジンの吸気配管上であって前記スロットルの上流に設けられた液冷インタークーラ、及び前記スロットル内を通過する第３の通路、及び前記第２のラジエータから前記第３の通路又は前記液冷インタークーラに選択的に連通可能な選択バルブを経由して冷却液を循環させる第２の循環経路とを備え、
前記エンジンの暖気期間において前記開閉バルブは開状態に置かれるとともに、前記選択バルブは前記第２のラジエータと前記液冷インタークーラとを連通させ、
前記エンジンの暖気期間終了後は、前記開閉バルブは閉状態に置かれるとともに、前記選択バルブは前記第３の通路と前記液冷インタークーラとを連通させる、
スロットルの温度調節構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等におけるエンジンのスロットルの温度調節構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来の技術によるエンジンの冷却系統及び吸排気系統（以下、エンジンの冷却・吸排気系統と称す）の構成を示すブロック図である。
【０００３】
図に示すように、ガソリンエンジン自動車としての車両を例とするエンジンの冷却・吸排気系統１００は、冷却水等の冷却液の熱交換を行う第１のラジエータ１１０、第１のラジエータ１１０と配管Ｐ１１により接続され、冷却液を各部に循環させるための第１のウォーターポンプ１１１、第１のウォーターポンプ１１１と配管Ｐ１２により接続され、冷却液により冷却されるエンジンのシリンダブロック１１２及びシリンダヘッド１１３、シリンダヘッド１１３と配管Ｐ１４により接続され、自動車の車室内の暖房や空調における熱交換に用いられるヒータコア１１４、配管Ｐ１４から分岐する配管Ｐ１５に接続されるとともに後述する配管Ｐ１６に合流する配管Ｐ１７に接続され、エンジンに導入する空気の量を調節するスロットル１１５、及びヒータコア１１４と配管Ｐ１６により接続されるとともに、冷却液の温度に応じて、選択的に開閉するサーモスタット１１６とを備える。
【０００４】
これにより、図中実線矢印に沿って第１のラジエータ１１０からエンジン、ヒータコア１１４及びスロットル１１５の順に冷却液が循環する、第１の冷却液の循環経路１００ａが一体的に構成される。なお、サーモスタット１１６は配管Ｐ１８により第１のウォーターポンプ１１１に接続され、配管Ｐ１９により第１のラジエータ１１０に接続されることにより、第１のウォーターポンプ１１１又は第１のラジエータ１１０のいずれかに対して選択的に開閉される。
【０００５】
次に、第１の冷却液の循環経路１００ａにおいて冷却対象としてシリンダブロック１１２及びシリンダヘッド１１３を有するエンジンは、図中点線矢印により示す経路に示すように、スロットル１１５から導入された空気をシリンダヘッド１１３へ吸気として導入するインテークマニホールド１１７、エンジンにて生じた燃焼ガスを排気として排出するエキゾーストマニホールド１１８、エキゾーストマニホールド１１８からの排気の導入をうけて圧縮気とするターボチャージャー１００ｃ、及びターボチャージャー１００ｃからの圧縮気を冷却するインタークーラ１２３に接続されて吸排気系統を構成する。インタークーラ１２３から導出された圧縮機がスロットル１１５へ帰還して、再度シリンダヘッド１１３に供給されることにより、エンジンはＥＧＲ構成として機能する。
【０００６】
更に、エンジンの冷却・吸排気系統１００において、インタークーラ１２３は、配管Ｐ２１により、冷却液の熱交換を行う第２のラジエータ１２１に接続され、第２のラジエータ１２１は、配管Ｐ２２により、冷却液を各部に循環させるための第２のウォーターポンプ１２２に接続され、第２のウォーターポンプ１２２が配管Ｐ２３によりインタークーラ１２３に接続される。これにより、図中実線矢印に沿ってインタークーラ１２３から第２のラジエータの順に冷却液が循環する、第２の冷却液の循環経路１００ｂが一体的に構成される。
【０００７】
このようなエンジンの冷却・吸排気系統１００においては、スロットル１１５内のスロットルバルブ、具体的にはバタフライ型のスロットルバルブの凍結防止のために、スロットルボティ内に配管Ｐ１５から配管Ｐ１７へ連通する配管Ｐ１１５ａが配設されており、エンジンの暖気運転時において、配管Ｐ１１５ａを通過する、シリンダヘッド１１３の廃熱を担持した冷却液とスロットルボディ内の雰囲気とを熱交換させることにより、スロットルバルブの凍結を抑制するようにしている。また、暖機運転終了後も、スロットル１１５内にてスロットルバルブを駆動させるモータを保護するため、冷却液の循環を継続するようにしている（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１６５９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題があった。すなわち、スロットル１１５へ導入される冷却液の温度は、エンジンの暖機運転終了後の時点で約９０℃と高温であり、スロットル１１５内を通過する吸気を昇温させてしまう。これは、エンジンにおける燃費悪化の原因となっていた。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、スロットルバルブの凍結を抑制するとともに、エンジンの燃費を改善することが可能なスロットルの温度調節構造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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の側面は、少なくとも第１のラジエータ、エンジン内に形成された第１の通路、前記エンジンの吸気配管上に配設されたスロットル内を通過する第２の通路、前記第１の通路と前記第２の通路とを開閉可能に接続する開閉バルブ、及び前記第２の通路から前記第１のラジエータ又は前記エンジンに選択的に連通可能なサーモスタットを経由して冷却液を循環させる第１の循環経路と、少なくとも第２のラジエータ、前記エンジンの吸気配管上であって前記スロットルの上流に設けられた液冷インタークーラ、及び前記スロットル内を通過する第３の通路、及び前記第２のラジエータから前記第３の通路又は前記液冷インタークーラに選択的に連通可能な選択バルブを経由して冷却液を循環させる第２の循環経路とを備え、前記エンジンの暖気期間において前記開閉バルブは開状態に置かれるとともに、前記選択バルブは前記第２のラジエータと前記液冷インタークーラとを連通させ、前記エンジンの暖気期間終了後は、前記開閉バルブは閉状態に置かれるとともに、前記選択バルブは前記第３の通路と前記液冷インタークーラとを連通させる、スロットルの温度調節構造である。
【発明の効果】
【００１２】
以上のような本発明は、スロットルバルブの凍結を抑制するとともに、エンジンの燃費を改善することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るスロットルの温度調節構造を含むエンジンの冷却・吸排気系統の構成を示すブロック図
【図２】従来のスロットルの温度調節構造を含むエンジンの冷却・吸排気系統の構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るスロットルの温度調節構造を含むエンジンの冷却・吸排気系統１の構成を示すブロック図である。ただし、図２に示す従来例と同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
【００１６】
本実施の形態のエンジンの冷却・吸排気系統１は、第１の冷却液の循環経路１００ａの冷却液と第２の冷却液の循環経路１００ｂの冷却液とが選択的にスロットル１１５内を通過するようにしたことを特徴とする。すなわち、エンジンの冷却・吸排気系統１は、第２の冷却液の循環経路１００ｂの第２のウォーターポンプ１２２からスロットル１１５に接続してスロットルボディ内の配管Ｐ１１５ｂに連通する配管Ｐ３１と、スロットル１１５からインタークーラ１２３に接続する配管Ｐ３２と、配管Ｐ３１に配設され、配管Ｐ３１と配管Ｐ３２に合流する配管Ｐ３３とを開閉自在に連通させる三方バルブ１１とを備える。
【００１７】
更に、本実施の形態のエンジンの冷却・吸排気系統１は、第１の冷却液の循環経路１００ａにおいて、配管Ｐ１５上にシリンダヘッド１１３とスロットル１１５の配管Ｐ１１５ａとの開閉を制御する開閉バルブ１２を備える。なお、三方バルブ１１及び開閉バルブ１２の開閉、選択制御は、エンジンの運転を制御する、図示しないＥＣＵ等により行われる。また、スロットル１１５内にて配管Ｐ１５及びＰ１７に連通する配管Ｐ１１５ａと、配管Ｐ３１及びＰ３２に連通する配管Ｐ１１５ｂとは、互いに独立して配設されている。
【００１８】
以上の構成において、第１の冷却液の循環経路１００ａは、本発明の第１の循環経路に相当し、第２の冷却液の循環経路１００ｂに配管Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３及び三方バルブ１１を付加した構成は、本発明の第２の循環経路に相当し、開閉バルブ１２は本発明の開閉バルブに相当し、三方バルブ１１は本発明の選択バルブに相当し、インタークーラ１２３は本発明の液冷インタークーラに相当し、また、シリンダブロック１１２並びにシリンダヘッド１１３内の配管及び配管Ｐ１３は本発明の第１の通路に相当し、スロットル１１５内の配管Ｐ１１５ａ並びに配管Ｐ１５及びＰ１６は本発明の第２の通路に相当し、スロットル１１５内の配管Ｐ１１５ｂ並びに配管Ｐ２２、Ｐ３１及びＰ３２は本発明の第３の通路に相当する。
【００１９】
このような本実施の形態のエンジンの冷却・吸排気系統１は、エンジンの暖気運転時においては、開閉バルブ１２を開放し、三方バルブ１１は、配管Ｐ３３側を開放し、第２のウォーターポンプ１２２とインタークーラ１２３を連通させる。これにより、従来例と同様、シリンダヘッド１１３の廃熱を担持した冷却液とスロットルボディ内の雰囲気とが熱交換して、スロットルバルブの凍結が抑制される。
【００２０】
次に、暖機運転終了後においては、開閉バルブ１２を閉じ、三方バルブ１１は、配管Ｐ３３側を閉じるとともに、配管Ｐ３１側を開放し、第２のウォーターポンプ１２２とスロットル１１５とを連通させる。これにより、スロットル１１５には、第２のラジエータ１２１で放熱された冷却液が導入され、スロットルボディ内の雰囲気と熱交換される。第２のラジエータ１２１から導出された冷却液の温度は、約５０℃〜６０℃と、シリンダヘッド１１３から導出された冷却液の温度よりも低いため、スロットル内を通過する吸気の昇温が抑制される。
【００２１】
これにより、インテークマニホールド１１７からシリンダヘッド１１３へ導入される空気の温度をより低くなるよう調節して、エンジンにおける燃費を向上させることが可能となる。
【００２２】
以上のように、本発明の実施の形態のスロットルの温度調節構造によれば、第１の冷却液の循環経路１００ａの冷却液と第２の冷却液の循環経路１００ｂの冷却液とが選択的にスロットル１１５内を通過するようにしたことにより、エンジンの暖気運転終了後にスロットル内を通過する吸気の昇温を抑制して、エンジンにおける燃費を向上させることが可能となる。
【００２３】
しかしながら、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
上記の説明においては、第１の冷却液の循環経路１００ａにおいて、冷却対象としてのエンジンは、冷却液がシリンダブロック１１２及びシリンダヘッド１１３をこの順で通過するものとしたが、逆の順で通過するものであってもよく、シリンダブロック１１２及びシリンダヘッド１１３の少なくともいずれか一方を通過するものであってもよい。要するに、本発明のエンジンは、少なくとも冷却液により冷却される第２の通路を備えたものであればよく、その内部の具体的な構成により限定されない。
【００２５】
また、上記の説明においては、第１のウォーターポンプ１１１は第１のラジエータ１１０又はサーモスタット１１６の上流であって、エンジンのシリンダブロック１１２の下流に配設されるものとしたが、第１のウォーターポンプ１１１の位置は、第１の冷却液の循環経路１００ａ上の任意の位置であってもよい。同様に、第２のウォーターポンプ１２２は第２のラジエータ１２１の上流であって、インタークーラ１２３の下流に配設されるものとしたが、第２のウォーターポンプ１２２の位置は、第２の冷却液の循環経路１００ｂ上の任意の位置であってもよい。
【００２６】
要するに、本発明は、第１の循環経路において、冷却液が、第１のラジエータ１１０、第１の通路の形成元としてのエンジン、第２の通路を形成する配管Ｐ１５及び配管Ｐ３２、サーモスタット１１６の順に流れるように構成されていればよく、第１の冷却液の循環経路１００ａとしての循環経路に対する他の循環経路その他付加的構成要素の有無や冷却液を循環させるための具体的な構成等によって限定されるものではない。同様に、本発明は、第２の循環経路において、冷却液が、第３の通路を形成する配管Ｐ２２、Ｐ３１又はＰ３３、Ｐ３２、インタークーラ１２３、第２のラジエータ１２１の順に流れるように構成されていればよく、第２のの冷却液の循環経路１００ｂとしての循環経路に対する他の循環経路その他付加的構成要素の有無や冷却液を循環させるための具体的な構成等によって限定されるものではない。
【００２７】
更に、本発明は、例えば、ガソリンエンジン自動車の他、ハイブリッド自動車、二輪車、船舶他、エンジンにより動作する任意の輸送機器において実施してもよい。
【００２８】
以上のように、本発明は、スロットルの温度調節構造において、少なくとも第１のラジエータ、エンジン内に形成された第１の通路、前記エンジンの吸気配管上に配設されたスロットル内を通過する第２の通路、前記第１の通路と前記第２の通路とを開閉可能に接続する開閉バルブ、及び前記第２の通路から前記第１のラジエータ又は前記エンジンに選択的に連通可能なサーモスタットを経由して冷却液を循環させる第１の循環経路と、少なくとも第２のラジエータ、前記エンジンの吸気配管上であって前記スロットルの上流に設けられた液冷インタークーラ、及び前記スロットル内を通過する第３の通路、及び前記第２のラジエータから前記第３の通路又は前記液冷インタークーラに選択的に連通可能な選択バルブを経由して冷却液を循環させる第２の循環経路とを備え、前記エンジンの暖気期間において前記開閉バルブは開状態に置かれるとともに、前記選択バルブは前記第２のラジエータと前記液冷インタークーラとを連通させ、前記エンジンの暖気期間終了後は、前記開閉バルブは閉状態に置かれるとともに、前記選択バルブは前記第３の通路と前記液冷インタークーラとを連通させるものであればよく、その他の具体的な目的、用途、構成によって限定されるものではない。
【００２９】
したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のような本発明は、スロットルバルブの凍結を抑制するとともに、エンジンの燃費を改善することが可能になるという効果を有し、例えばガソリン自動車等への適用において有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジンの冷却・吸排気系統
１１  三方バルブ
１２  開閉バルブ
１００ａ、１００ｂ  循環経路
１１０  第１のラジエータ
１１１  第１のウォーターポンプ
１１２  シリンダブロック
１１３  シリンダヘッド
１１５  スロットル
１１６  サーモスタット
１１７  インテークマニホールド
１２１  第２のラジエータ
１２２  第２のウォーターポンプ
１２３  インタークーラ
Ｐ１１〜Ｐ１９、Ｐ２１〜Ｐ２３、Ｐ３１〜Ｐ３３、Ｐ１１５ａ、Ｐ１１５ｂ  配管
【図１】
2017172411.tif 000003
【図２】
2017172411.tif 000004