特許 7139592 冷却システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-12

(45)【発行日】2022-09-21

(54)【発明の名称】冷却システム

(51)【国際特許分類】

   F01P 7/16 20060101AFI20220913BHJP

   F02B 29/04 20060101ALI20220913BHJP

【ＦＩ】

F01P7/16 504A

F01P7/16 503

F01P7/16 502H

F02B29/04 T

F02B29/04 R

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017195619

(22)【出願日】2017-10-06

(65)【公開番号】P2019070325

(43)【公開日】2019-05-09

【審査請求日】2020-10-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100124084

【弁理士】

【氏名又は名称】黒岩 久人

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】藤原 祐介

【審査官】北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１６９０８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－１８１６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１５８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４５６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３１２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０６５５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６３３３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｐ ７／１６

Ｆ０２Ｂ ２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと主ラジエータを繋げており、前記エンジンと前記主ラジエータの間で冷却水が循環する第１冷却流路と、
前記第１冷却流路に設けられ、前記冷却水を循環させるポンプと、
前記第１冷却流路と繋がっており、水冷式インタークーラと副ラジエータの間で冷却水が循環する第２冷却流路と、
前記第２冷却流路において前記副ラジエータを迂回している迂回流路と、
前記副ラジエータへ流れる冷却水の流量と、前記迂回流路を流れる冷却水の流量を調整する流量調整部と、
を備え、
前記ポンプは、前記第１冷却流路から前記第２冷却流路へ冷却水を向かわせ、かつ前記第２冷却流路から前記第１冷却流路へ冷却水を戻すことで、前記第２冷却流路において冷却水を前記エンジンを通過させずに循環させ、
前記流量調整部は、前記エンジンの暖機時には、前記副ラジエータへ冷却水を流させない、
冷却システム。

【請求項2】

前記第２冷却流路は、前記第１冷却流路において前記ポンプの下流側と接続しており前記第１冷却流路から冷却水が流入する流入部と、前記第１冷却流路において前記ポンプの上流側と接続しており前記第１冷却流路へ冷却水が流出する流出部とを有する、
請求項１に記載の冷却システム。

【請求項3】

前記第２冷却流路には、第１水冷式インタークーラと第２水冷式インタークーラが設けられており、
前記ポンプは、前記第１水冷式インタークーラを通過した冷却水と前記第２水冷式インタークーラを通過した冷却水を前記第１冷却流路へ戻す、
請求項１又は２に記載の冷却システム。

【請求項4】

前記流量調整部は、前記エンジンの負荷に応じて、前記迂回流路を流れる冷却水の流量を調整する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の冷却システムに関する。

【背景技術】

【0002】

トラック等の車両には、冷却水が流れる冷却流路が２系統設けられた冷却システムを有するものがある。具体的には、冷却システムには、主ラジエータとエンジンの間で冷却水が循環する主冷却流路と、水冷式インタークーラと副ラジエータの間で冷却水が循環する副冷却流路が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－６５５４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

主冷却流路及び副冷却流路では、ラジエータによる冷却性能を確保するように冷却水を循環させるために、独立した主冷却流路及び副冷却流路にそれぞれ専用のポンプを設ける構成が採用されうる。しかし、上記の構成では、部品が増えるためコスト増加を招いてしまう。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、２系統の冷却流路の冷却水を適切に循環させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一の態様においては、エンジンと主ラジエータの間で冷却水が循環する第１冷却流路と、前記第１冷却流路に設けられ、前記冷却水を循環させるポンプと、前記第１冷却流路と繋がっており、水冷式インタークーラと副ラジエータの間で冷却水が循環する第２冷却流路と、前記第２冷却流路において前記副ラジエータを迂回している迂回流路と、前記迂回流路を流れる冷却水の流量を調整する流量調整部と、を備え、前記ポンプは、前記第１冷却流路から前記第２冷却流路へ冷却水を向かわせ、かつ前記第２冷却流路から前記第１冷却流路へ冷却水を戻すことで、前記第２冷却流路において冷却水を循環させる、冷却システムを提供する。
上記構成の冷却システムによれば、第１冷却流路だけでなく第２冷却流路を流れる冷却水が、一つのポンプによって循環されることによって、第２冷却流路に専用のポンプを設ける必要がなくなるので、部品コストを低減できる。また、流量調整部を設けたことによって、ポンプによって第２冷却流路を循環する冷却水の流れを調整できる。

【0007】

また、前記第２冷却流路は、前記第１冷却流路において前記ポンプの下流側と接続しており前記第１冷却流路から冷却水が流入する流入部と、前記第１冷却流路において前記ポンプの上流側と接続しており前記第１冷却流路へ冷却水が流出する流出部とを有することとしてもよい。

【0008】

また、前記第２冷却流路には、第１水冷式インタークーラと第２水冷式インタークーラが設けられており、前記ポンプは、前記第１水冷式インタークーラを通過した冷却水と前記第２水冷式インタークーラを通過した冷却水を前記第１冷却流路へ戻すこととしてもよい。

【0009】

また、前記流路調整部は、前記エンジンの負荷に応じて、前記迂回流路を流れる冷却水の流量を調整することとしてもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、簡易な構成で、２系統の冷却流路の冷却水を適切に循環できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一の実施形態に係る冷却システム１の構成の一例を示す模式図である。

【図2】主冷却流路５０における冷却水の流れを説明するための模式図である。

【図3】副冷却流路６０における冷却水の流れを説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜冷却システムの構成＞
本発明の一の実施形態に係る冷却システムの構成について、図１～図３を参照しながら説明する。

【0013】

図１は、一の実施形態に係る冷却システム１の構成の一例を示す模式図である。図２は、主冷却流路５０における冷却水の流れを説明するための模式図である。図３は、副冷却流路６０における冷却水の流れを説明するための模式図である。なお、図１では、吸気通路２０、排気通路３０及びＥＧＲ通路４０が実線で示され、主冷却流路５０が破線で示され、副冷却流路６０が一点鎖線で示されている。また、図２及び図３には、冷却水の流れを示す便宜上、図１に示す構成の一部のみが示されている。

【0014】

冷却システム１は、車両（例えばトラック）に搭載されており、ラジエータによって冷却水を冷却する。図１に示すように、冷却システム１は、エンジン１０と、吸気通路２０と、排気通路３０と、ＥＧＲ通路４０と、主冷却流路５０と、副冷却流路６０と、制御部９０とを有する。

【0015】

エンジン１０は、燃料と吸気の混合気を燃焼、膨張させて、車両を走行させる動力を発生させる原動機である。エンジン１０は、ここではディーゼルエンジンであるが、ガソリンエンジンであってもよい。

【0016】

吸気通路２０は、エンジン１０に吸気を供給する通路である。吸気通路２０には、第１過給機２２の第１コンプレッサ２２ａ、第１水冷式インタークーラ２３、第２過給機２４の第２コンプレッサ２４ａ、第２水冷式インタークーラ２５が設けられている。なお、第１過給機２２及び第２過給機２４は、エンジン１０へ供給される吸気を過給するターボチャージャであり、過給効率を高めるために２つの過給機が設けられている。

【0017】

第１コンプレッサ２２ａは、例えばエアークリーナーを通過した吸気を圧縮する。第１水冷式インタークーラ２３は、第１コンプレッサ２２ａによって圧縮されて温度が上昇した吸気を、冷却水により冷却する。第２コンプレッサ２４ａは、第１水冷式インタークーラ２３を通過した吸気を圧縮する。第２水冷式インタークーラ２５は、第２コンプレッサ２４ａによって圧縮されて温度が上昇した吸気を、冷却水により冷却する。これにより、２段階で過給された吸気がエンジン１０へ送られる。

【0018】

排気通路３０は、エンジン１０の排気ガスを車両の外部へ排出するための通路である。排気通路３０には、第１過給機２２の第１タービン２２ｂ、第２過給機２４の第２タービン２４ｂ、後処理部３２が設けられている。

【0019】

第２タービン２４ｂは、エンジン１０の排気ガスのエネルギーを受けて回転することで、第２コンプレッサ２４ａに吸気を過給させる。第１タービン２２ｂは、第２タービン２４ｂを通過した排気ガスのエネルギーを受けて回転することで、第１コンプレッサ２２ａに吸気を過給させる。後処理部３２は、排気ガスを浄化する装置であり、例えばＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）やＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）を含む。

【0020】

ＥＧＲ通路４０は、排気通路３０と吸気通路２０の間を接続しており、排気通路３０を流れる排気ガスの一部を吸気通路２０に還流させる還流通路である。ＥＧＲ通路４０には、排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ４２が設けられている。

【0021】

主冷却流路５０は、エンジン１０を冷却する冷却水が流れる流路である。主冷却流路５０には、図１に示すように、主ラジエータ５２と、ポンプ５３と、三方弁５４と、弁５５が設けられている。主冷却流路５０は、図２に示すように、エンジン１０と主ラジエータ５２の間で冷却水を循環させる。

【0022】

主ラジエータ５２は、車両の前部に設けられている。主ラジエータ５２は、主冷却流路５０を流れる冷却水と空気（例えば走行風）を熱交換させて冷却水を冷却する。主ラジエータ５２で冷却された冷却水は、図２に示すようにエンジン１０へ送られる。

【0023】

ポンプ５３は、主冷却流路５０においてエンジン１０と主ラジエータ５２の間に設けられており、エンジン１０と主ラジエータ５２の間で冷却水が循環するように、冷却水を吸い込んで送り出す。ポンプ５３が送り出した冷却水は、図２に示すように、エンジン１０やＥＧＲクーラ４２へ流れる。

【0024】

三方弁５４は、三方向に冷却水の出入口を有する弁であり、主冷却流路５０においてエンジン１０の出口側に設けられている。三方弁５４は、図２に示すように、エンジン１０からの冷却水を主ラジエータ５２とポンプ５３へ分流する。三方弁５４は、例えば冷却水の温度に応じて開度を調整するサーモスタットであってもよい。

【0025】

弁５５は、主冷却流路５０においてＥＧＲクーラ４２とポンプ５３の間に設けられている。弁５５は、例えばＥＧＲクーラ４２からポンプ５３へ流れる冷却水の流量を調整する。

【0026】

副冷却流路６０は、冷却水が流れる流路であり、主冷却流路５０と繋がっている。副冷却流路６０には、図１に示すように、副ラジエータ６２と、迂回流路６３と、三方弁６４と、流入部６５と、流出部６６と、弁６７とが設けられている。副冷却流路６０は、図３に示すように、第１水冷式インタークーラ２３、第２水冷式インタークーラ２５及び副ラジエータ６２の間で冷却水を循環させる。なお、副冷却流路６０を流れる冷却水の流量は、主冷却流路５０を流れる冷却水の流量よりも大幅に少ない。

【0027】

副ラジエータ６２は、図１に示すように主ラジエータ５２の前方に設けられている。副ラジエータ６２は、副冷却流路６０を流れる冷却水と空気（例えば走行風）を熱交換させて冷却水を冷却する。副ラジエータ６２で冷却された冷却水は、図３に示すように、第１水冷式インタークーラ２３と第２水冷式インタークーラ２５へ送られる。

【0028】

迂回流路６３は、副冷却流路６０において副ラジエータ６２を迂回するように設けられた流路である。例えば、エンジン１０の暖機時には、冷却水が迂回流路６３を流れる。

【0029】

三方弁６４は、三方向に冷却水の出入口を有する弁であり、副冷却流路６０において副ラジエータ６２の出口側に設けられている。また、三方弁６４は、迂回流路６３の副冷却流路６０の合流部分に設けられている。三方弁６４は、副ラジエータ６２を流れる冷却水の流量と、迂回流路６３を流れる冷却水の流路を調整する流量調整部である。例えば、三方弁６４は、エンジン１０の負荷に応じて、迂回流路６３を流れる冷却水の流量を調整する。また、三方弁６４は、エンジン１０の暖機時には、副ラジエータ６２へ冷却水を流させない。三方弁６４は、例えば冷却水の温度に応じて開度を調整するサーモスタットであってもよい。なお、上記では、三方弁６４が副冷却流路６０の出口側に設けられていることとしたが、これに限定されず、例えば三方弁６４は副冷却流路６０の入口側に設けられていてもよい。

【0030】

流入部６５は、主冷却流路５０との接続部であり、主冷却流路５０から副冷却流路６０へ冷却水を流入させる。流入部６５は、主冷却流路５０においてポンプ５３の下流側に位置している。主冷却流路５０から流入した冷却水は、図３に示すように副ラジエータ６２へ向かって流れる。

【0031】

流出部６６は、主冷却流路５０との接続部であり、副冷却流路６０から主冷却流路５０へ冷却水を流出させる。流出部６６は、主冷却流路５０においてポンプ５３の上流側に位置している。なお、図３に示すように、第１水冷式インタークーラ２３及び第２水冷式インタークーラ２５を通過した冷却水が、流出部６６へ流れる。

【0032】

弁６７は、副冷却流路６０において第１水冷式インタークーラ２３の出口側に設けられている。弁６７は、例えば第１水冷式インタークーラ２３から流出部６６へ流れる冷却水の流量を調整する。

【0033】

ところで、副冷却流路６０には、ポンプ５３が設けられた主冷却流路５０とは異なり、ポンプが設けられていない。副冷却流路６０を流れる冷却水は、ポンプ５３によって循環される。すなわち、ポンプ５３が動作することで、主冷却流路５０の冷却水が流入部６５を介して副冷却流路６０へ送り出され、副冷却流路６０を流れる冷却水が流出部６６を介して主冷却流路５０へ戻される。このように副冷却流路６０にポンプを設けないことで、部品コストを低減でき、またポンプのメンテナンスも軽減できる。

【0034】

また、上述した三方弁６４を設けることによって、ポンプ５３によって副冷却流路６０を循環する冷却水の流れを調整できる。例えば、三方弁６４は、エンジン１０の負荷に応じて、副ラジエータ６２で冷却される冷却水の流量を調整する。例えば、三方弁６４は、エンジン１０の負荷が小さい場合には、冷却水の流量を少なくし、エンジン１０の負荷が大きい場合には、冷却水の流量を多くする。これにより、吸気の温度が悪化することを抑制できる。また、エンジン１０の暖機時には、三方弁６４によって冷却水を迂回流路６３に流させることで、副ラジエータ６２による冷却水の冷却を抑制できるので、暖機を促進できる。

【0035】

制御部９０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置（Electric Control Unit）であり、冷却システム１の動作全体を制御する。制御部９０は、エンジン１０の動作状態等に応じて、ポンプ５３、三方弁５４、弁５５、三方弁６４、弁６７の動作を制御する。例えば、制御部９０は、エンジン１０の負荷やエンジン１０の暖機状態に応じて三方弁６４の動作を制御して、副ラジエータ６２による冷却水の冷却を調整する。

【0036】

＜本実施形態における効果＞
上述した冷却システム１においては、主冷却流路５０にポンプ５３が設けられている一方で、副冷却流路６０にはポンプが設けられていない。そして、ポンプ５３が、主冷却流路５０から副冷却流路６０へ冷却水を向かわせ、かつ副冷却流路６０から主冷却流路５０へ冷却水を戻させる。また、副冷却流路６０には、副ラジエータ６２を迂回する迂回流路６３と、迂回流路６３を流れる冷却水の流量を調整する三方弁６４が設けられている。
上記の構成によれば、主冷却流路５０だけでなく副冷却流路６０を流れる冷却水が、一つのポンプ５３によって循環されることによって、副冷却流路６０に専用のポンプを設ける必要がなくなるので、部品コストを低減できる。また、三方弁６４を設けたことによって、ポンプ５３によって副冷却流路６０を循環する冷却水の流れを調整できる。このように、本実施形態の冷却システム１によれば、簡易な構成で、主冷却流路５０及び副冷却流路６０の冷却水を適切に循環させることができる。

【0037】

なお、上記では、２つの過給機と２つの水冷式インタークーラが設けられていることとしたが、これに限定されない。例えば、過給機と水冷式インタークーラがそれぞれ一つずつ設けられていてもよい。

【0038】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

【符号の説明】

【0039】

１ 冷却システム
１０ エンジン
２３ 第１水冷式インタークーラ
２５ 第２水冷式インタークーラ
５０ 主冷却流路
５２ 主ラジエータ
５３ ポンプ
６０ 副冷却流路
６２ 副ラジエータ
６３ 迂回流路
６４ 三方弁
６５ 流入部
６６ 流出部

【図1】

【図2】

【図3】