特開 2025-8925 エンジンの冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025008925

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】エンジンの冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/14 20060101AFI20250109BHJP

   F01P 3/20 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

F01P7/14 E

F01P7/14 N

F01P3/20 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111564

(22)【出願日】2023-07-06

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 功治

(57)【要約】

【課題】製造コストが抑制されたエンジンの冷却装置を提供することを課題とする。
【解決手段】冷却水を圧送するウォータポンプと、前記ウォータポンプとヒータコアとの間で冷却水を循環させる第１経路と、前記ウォータポンプとエンジンとの間で冷却水を循環させる第２経路と、前記ウォータポンプからの冷却水の圧力に応じて前記第２経路を開閉する弁機構と、を備えたエンジンの冷却装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷却水を圧送するウォータポンプと、
前記ウォータポンプとヒータコアとの間で冷却水を循環させる第１経路と、
前記ウォータポンプとエンジンとの間で冷却水を循環させる第２経路と、
前記ウォータポンプからの冷却水の圧力に応じて前記第２経路を開閉する弁機構と、を備えた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。

【背景技術】

【0002】

冷却水の流通経路を切り替えることができる多機能弁を備えた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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－０３１８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

多機能弁は構造が複雑であり、その制御も複雑になる。このため製造コストが増大するおそれがある。

【0005】

そこで本発明は、製造コストが抑制されたエンジンの冷却装置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】

【0006】

上記目的は、冷却水を圧送するウォータポンプと、前記ウォータポンプとヒータコアとの間で冷却水を循環させる第１経路と、前記ウォータポンプとエンジンとの間で冷却水を循環させる第２経路と、前記ウォータポンプからの冷却水の圧力に応じて前記第２経路を開閉する弁機構と、を備えたエンジンの冷却装置によって達成できる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、製造コストが抑制されたエンジンの冷却装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、冷却装置の概略構成図である。

【図2】図２Ａ及び図２Ｂは、弁機構の説明図である。

【図3】図３Ａは、弁機構により通路が閉じた状態での冷却水の流通経路の説明図であり、図３Ｂは、弁機構により通路が開いた状態での冷却水の流通経路の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［冷却装置の概略構成］
図１は、冷却装置１の概略構成図である。冷却装置１は、例えばハイブリッド車両に搭載される。冷却装置１は、冷却通路３、電動ウォータポンプ１１、弁機構１２、ヒータコア１３、電気ヒータ１４、エンジン１５、ラジエータ１６、及びサーモスタット１７を含む。冷却通路３は、通路３１～３８を含む。通路３１は、弁機構１２とヒータコア１３とを連通する。通路３２は、ヒータコア１３と電気ヒータ１４とを連通する。通路３３は、電気ヒータ１４と通路３８とを連通する。通路３４は、ヒータコア１３とエンジン１５とを連通する。通路３５は、弁機構１２とラジエータ１６とを連通する。通路３６は、通路３５とエンジン１５とを連通する。通路３７は、ラジエータ１６とエンジン１５とを連通する。サーモスタット１７は、通路３７上に設けられている。

【0010】

電動ウォータポンプ１１は、冷却水を弁機構１２に向けて圧送する電動式のポンプである。弁機構１２については詳しくは後述する。ヒータコア１３は、冷却水と車室内の空気との熱交換により車室内を暖房する。電気ヒータ１４は、冷却水を加熱する。エンジン１５は、冷却水により冷却される。エンジン１５は、ハイブリッド車両の走行動力源である。ラジエータ１６は、冷却水と外気との熱交換により冷却水を冷却する。サーモスタット１７は、冷却水の温度が所定温度以上の場合に開弁し、冷却水の温度が所定温度未満で閉弁する。

【0011】

電動ウォータポンプ１１及び電気ヒータ１４は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０に電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の記憶装置を含む。ＥＣＵ５０は、運転状態に応じて電動ウォータポンプ１１の出力を制御する。ＥＣＵ５０は、冷却水の温度が低くヒータコア１３で暖房に必要な熱が得られない場合に、電気ヒータ１４を駆動して冷却水を加熱する。また、ＥＣＵ５０は、ＲＯＭ内に予め格納された制御プログラムに従って、センサからの情報や予めＲＯＭや記憶装置に格納されている情報等に基づいて、エンジン１５や不図示の走行用のモータを制御する。

【0012】

［弁機構の構成］
図２Ａ及び図２Ｂは、弁機構１２の説明図である。弁機構１２は、筐体１２１、弁体１２５、及びコイルバネ１２６を含む。筐体１２１内には、流路１２２、１２３、及び１２４が形成されている。流路１２２には、電動ウォータポンプ１１から冷却水が流通する。流路１２２は、流路１２３及び１２４に連通している。流路１２３は通路３１に連通している。流路１２４は通路３５に連通している。

【0013】

流路１２２と流路１２４との連通部分には、弁体１２５及びコイルバネ１２６が配置されている。コイルバネ１２６の一端は弁体１２５に固定され、コイルバネ１２６の他端は筐体１２１に固定されている。コイルバネ１２６は、流路１２２が延びた方向に伸縮可能である。コイルバネ１２６が自然長の状態で、弁体１２５は流路１２２と流路１２４とが連通した部位に位置し、弁体１２５は流路１２４を閉じる閉位置にある。コイルバネ１２６が収縮すると、弁体１２５は流路１２２と流路１２４との連通した部位から退避し、弁体１２５は流路１２４を開く開位置に移動する。弁体１２５は、電動ウォータポンプ１１から流路１２２を介して受ける冷却水からの圧力に応じて、流路１２４を開閉する。

【0014】

図２Ａは、弁体１２５が閉位置にある状態を示している。弁体１２５が冷却水から受ける力がコイルバネ１２６の付勢力以下の場合、弁体１２５は閉位置に維持される。これにより冷却水は、流路１２２から流路１２３を流れる。図２Ｂは、弁体１２５が開位置にある状態を示している。弁体１２５が冷却水から受ける力がコイルバネ１２６の付勢力よりも大きい場合、弁体１２５は閉位置から開位置へと移動する。これにより冷却水は、流路１２２から流路１２３及び流路１２４に流れる。ここで上述したように電動ウォータポンプ１１の出力はＥＣＵ５０により制御される。従って、電動ウォータポンプ１１の出力に応じて流路１２４が開閉される。即ち電動ウォータポンプ１１の出量に応じて弁機構１２は通路３５を開閉する。このように弁機構１２は弁体１２５及びコイルバネ１２６を備えた簡易な構造であるため、冷却装置１の製造コストが抑制されている。

【0015】

図３Ａは、弁機構１２により通路３５が閉じた状態での冷却水の流通経路の説明図である。この状態では、電動ウォータポンプ１１から弁機構１２に圧送された冷却水は、通路３１を介してヒータコア１３に流れる。ヒータコア１３に流入した冷却水の一部は、通路３２を介して電気ヒータ１４に流れる。電気ヒータ１４に流入した冷却水は、通路３３及び３８を介して再び電動ウォータポンプ１１に流入する。ヒータコア１３に流入した冷却水の一部は、通路３４を介してエンジン１５に流れる。エンジン１５に流入した冷却水は、通路３８を介して再び電動ウォータポンプ１１に流入する。このように冷却水は、ヒータコア１３、電気ヒータ１４、及びエンジン１５を循環する。通路３１～３３、及び３８は、第１経路の一例である。

【0016】

図３Ｂは、弁機構１２により通路３５が開いた状態での冷却水の流通経路の説明図である。この状態では、冷却水がヒータコア１３、電気ヒータ１４、及びエンジン１５を循環しつつ、弁機構１２から通路３５～３８を介してエンジン１５及びラジエータ１６を循環する。尚、サーモスタット１７が閉じている場合は、冷却水は、ヒータコア１３、電気ヒータ１４、及びエンジン１５を循環する。通路３５、３６、３７、及び３８は、第２経路の一例である。図３Ｂの状態の方が、図３Ａの状態よりも、エンジン１５を通過する冷却水の流量は多い。

【0017】

上述したように、冷却装置１はハイブリッド車両に搭載されている。ハイブリッド車両の走行モードは、エンジン１５が駆動したハイブリッド走行モード、又はエンジン１５が停止したモータ走行モードに切り替えられる。モータ走行モードでは、エンジン１５の冷却の必要性が少ない。このため、電動ウォータポンプ１１の出力を低く制御することにより、図２Ａ及び図３Ａのようにエンジン１５への冷却水の流量を抑制しつつ、ヒータコア１３や電気ヒータ１４への冷却水の流量を確保して暖房を利用することができる。

【0018】

ハイブリッド走行モードでは、エンジン１５を冷却する必要がある。このため、電動ウォータポンプ１１の出力を高く制御することにより、図２Ｂ及び図３Ｂに示したように、エンジン１５への冷却水の流量とヒータコア１３や電気ヒータ１４への冷却水の流量とを確保することにより、エンジン１５を冷却しつつ暖房を利用することができる。尚、ＥＣＵ５０は、弁機構１２が通路３５を開く電動ウォータポンプ１１の出力以上で電動ウォータポンプ１１の出力を増減させる。これにより、エンジン１５やラジエータ１６を流通する冷却水の流量を変更することができる。

【0019】

電動ウォータポンプ１１と弁機構１２とは、共通の筐体により一体化されていてもよい。電動ウォータポンプ１１と弁機構１２とは、配管を介して連通していてもよい。

【0020】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0021】

１ 冷却装置
３ 冷却通路
１１ 電動ウォータポンプ
１２ 弁機構
１３ ヒータコア
１４ 電気ヒータ
１５ エンジン
３１、３２、３３、３８ 通路（第１経路）
３５、３６、３７、３８ 通路（第２経路）

【図1】

【図2】

【図3】