专利名称：用于内燃机的冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机的冷却系统，其通过使冷却水通过发动机循环而冷却发动机。
背景技术：
已知一种通过使内燃机(发动机)中的冷却水循环而冷却发动机以输出用于使车辆行驶的驱动力的用于车辆的内燃机冷却系统。例如，在JP-A2010-163920中公开的内燃机冷却系统中，使用于冷却汽缸盖的冷却水循环的缸盖侧通道和使用于冷却汽缸体的冷却水循环的缸体侧通道位于发动机中。在 发动机暖机时，整个发动机的快速暖机通过防止冷却水在缸盖侧通道中循环以使汽缸盖的温度加速升高而实现。此外，通常，通过这种内燃机冷却系统循环的冷却水被用作用于使被吹入车舱的吹送空气加热的加热热交换器(加热器)的热源，车舱是将在车辆的空气调节器中被空气调节的空间。因此，在JP-A2010-163897中公开的用于车辆的内燃机冷却系统中，当请求加热车舱同时发动机暖机时，通过引导从缸盖侧通道流出进入加热器的冷却水并且进一步通过使从加热器流出的冷却水绕过缸体侧通道并流入缸盖侧通道而实现车舱的加热。然而，在JP-A2010-163920中公开的内燃机冷却系统中，当在发动机暖机的时候作出加热请求时，流出缸体侧通道的冷却水需要流入加热器，这导致汽缸体侧的暖机延迟。因此，这延迟了汽缸体中的汽缸的在活塞上滑动的一部分(衬套部分)的暖机，以通过摩擦损失产生对燃料效率的损害。此外，在JP-A2010-163897中公开的内燃机冷却系统中，流出缸盖侧通道的冷却水被供给至加热器，从而为了保证热量充分地加热吹送空气，通过缸盖侧通道循环的缸盖侧冷却水的流量需要增大。但是，当通过缸盖侧通道循环的缸盖侧冷却水的流量增大时，流出缸盖侧通道的冷却水的温度变低。因此，吹送空气的温度不能充分地上升，并且因此不能实现快速的加热。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种用于内燃机的冷却系统，通过该系统流动的冷却水被用作用于加热加热目标流体的热源。该冷却系统的目的在于当在发动机暖机的时候作出加热请求时，实现发动机的快速暖机和车舱的快速加热。为了获得本发明的目标，提供了一种冷却系统，其用于通过冷却水通过发动机的流动而冷却内燃机，以使得常规运行中的发动机的温度落在预定的温度范围内。冷却水的至少一部分被用于热源，所述热源用于加热被朝向空气调节目标空间吹送的空气。发动机包括汽缸体、用于冷却汽缸体的冷却水通过其流动的缸体侧通道、汽缸盖、和用于冷却汽缸盖的冷却水通过其流动的缸盖侧通道。冷却系统包括冷却水压力供给单元、加热热交换器、散热热交换器、旁路通道、和流量调节单元。冷却水压力供给单元被构造为将冷却水压力供给到缸体侧通道和缸盖侧通道中。加热热交换器被构造为在从缸体侧通道和缸盖侧通道中的至少一个流出的冷却水和吹送空气之间进行热交换。散热热交换器被构造为在流出缸体侧通道和缸盖侧通道的冷却水和外部空气之间进行热交换，以使得冷却水散热。旁路通道引导流出缸体侧通道和缸盖侧通道的冷却水，以绕过加热热交换器和散热热交换器，并流入冷却水压力供给单元的抽吸侧。流量调节单元被构造为调节缸体侧冷却水流量和缸盖侧冷却水流量中的至少一个，缸体侧冷却水流量是流动通过缸体侧通道的冷却水的流量，缸盖侧冷却水流量是流动通过缸盖侧通道的冷却水的流量。在发动机暖机时，流量调节单元被构造为在燃料效率优先模式下运行。在燃料效率优先模式下，流量调节单元将缸盖侧冷却水流量调节为等于或小于第一上限，第一上限等于或小于当发动机常规运行时缸盖侧冷却水流量；流量调节单元将缸体侧冷却水流量调节为等于或小于第二上限，第二上限等于或小于第一上限；并且流量调节单元调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道和缸盖侧 通道的冷却水主要流入旁路通道。当在发动机暖机的时候通过加热热交换器作出加热吹送空气的加热请求时，流量调节单元被构造为在加热优先模式下运行。在加热优先模式下，流量调节单元将缸盖侧冷却水流量调节为等于或小于第三上限，第三上限等于或小于当发动机常规运行时缸盖侧冷却水流量并高于第一上限；流量调节单元将缸体侧冷却水流量调节为等于或小于第四上限，第四上限等于或小于第三上限；并且流量调节单元调节冷却水的流量，以使得至少流出缸盖侧通道的冷却水流入加热热交换器。
本发明的上面的和其它的目标、特征和优点将参照附图通过下面的详细描述变得更加清楚。在附图中图I是示出第一实施方式的内燃机冷却系统的燃料效率优先模式的通常结构视图；图2是示出第一实施方式的内燃机冷却系统的加热优先模式的通常结构视图；图3是示出第一实施方式的发动机控制装置的控制过程的流程图；图4是示出在第一实施方式的燃料效率模式时冷却水温度的改变的时间图表；图5是不出在第一实施方式的加热优先模式时冷却水温度的改变的时间图表；图6是示出在第一实施方式的燃料效率优先模式被转换为加热优先模式的情况下冷却水温度的改变的时间图表；图7是第二实施方式的内燃机冷却系统的通常结构视图；图8是第三实施方式的内燃机冷却系统的通常结构视图；图9是示出按照在第四实施方式的燃料效率优先模式时发动机的运行状态的第一上限和第二上限的图表；图10是示出按照在第四实施方式的加热优先模式时发动机的运行状态的第三和第四上限的图表；图11是示出第五实施方式的内燃机冷却系统的燃料效率优先模式的通常结构视图；图12是示出第五实施方式的内燃机冷却系统的加热优先模式的通常结构视图13是第六实施方式的内燃机冷却系统的通常结构视图；图14是第七实施方式的内燃机冷却系统的通常结构视图；以及图15是通常使用的发动机的性能特性线图。
具体实施例方式(第一实施方式)
将参照图I-图6对第一实施方式进行描述。图I和图2是本实施方式的内燃机冷却系统I的通常结构视图。在本实施方式中，该内燃机冷却系统I被应用至从用于行驶的内燃机(发动机)10和电动机获取用于使车辆行驶的驱动力的所谓的混合动力车辆。因此，本实施方式的内燃机冷却系统I执行冷却混合动力车辆的发动机10的功能。具体地，内燃机冷却系统I使冷却水通过在发动机10中形成的冷却水通道11a、12a循环，由此冷却发动机10。此外，该冷却水也被用作用于加热的热源，其加热被吹入车舱的吹送空气，车舱是将在车辆的空气调节器中被空气调节的空间。对于该冷却水，例如可以使用乙二醇水溶液。此外，本实施方式的内燃机冷却系统I以下面的方法构造也就是说，当发动机10暖机时，内燃机冷却系统I以用于在不损害车辆的燃料效率的情况下加速发动机10暖机的燃料效率模式(图I)运行，但是，当发动机10暖机并且作出加热车舱的请求时，内燃机冷却系统I以用于实现车舱的快速加热的加热优先模式(图2)运行。随后将对内燃机冷却系统I在燃料效率优先模式和在加热优先模式下的运行进行描述。此外，对于本实施方式的内燃机冷却系统I被应用的混合动力车辆的发动机10，采用由汽缸体11和汽缸盖12构造的汽油发动机。汽缸体11是形成活塞在其中往复运动的汽缸并且具有在汽缸体11被安装在车辆中的状态下位于汽缸下面的曲轴箱的金属块体，曲轴箱具有曲轴、用于将活塞连接至曲轴的连杆和接收在其中的相似部件。汽缸盖12是关闭在汽缸的上死点侧形成的开口由此与汽缸和活塞一起形成燃烧室的金属块体。此外，在该发动机10中，汽缸体11与汽缸盖12整体地组合，由此用于使用于冷却汽缸体11的冷却水循环的缸体侧通道(缸体侧水套)Ila和用于使用于冷却汽缸盖12的冷却水循环的缸盖侧通道(缸盖侧水套)12a在发动机10中形成。缸体侧通道Ila的入口侧和缸盖侧通道12a的入口侧在布置在发动机10中的分支部分IOd处彼此连接，并且该分支部分IOd与冷却水通过其从发动机10的外部流入发动机10的入流端口 IOa连接。缸体侧通道Ila的出口侧和缸盖侧通道12a的出口侧分别与冷却水通过其流出发动机10的缸体侧出流端口 IOb和缸盖侧出流端口 IOc连接。发动机10的入流端口 IOa具有连接至其的水泵21的排放端口。水泵21是用于将冷却水压力供给至内燃机冷却系统I的缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a的冷却水压力供给单元。更具体地，水泵21是用于通过电动机驱动推动器的电泵，推进器被布置在壳体中，以形成泵室。在这一点上，该水泵21的电动机具有由从发动机控制装置50输出的控制电压控制的转数(压力供给冷却水的容量)，随后将对其进行描述。另一方面，缸体侧出流端口 IOb和缸盖侧出流端口 IOc具有使流出缸体侧通道Ila的冷却水连接流出缸盖侧通道12a的冷却水的连接部分22，以使被连接的冷却水流出散热器24的冷却水入口侧，随后将对其进行描述。此外，从缸体侧出流端口 IOb延伸到连接部分22的冷却水通道具有布置在其中的流量调节阀23。流量调节阀23执行调节流出缸体侧通道Ila的冷却水的流出到连接部分22 (旁路通道25，随后将对其进行描述)侧的冷却水和流出到加热器31的冷却水入口侧的冷却水的流量的功能，随后将对其进行描述。更具体地，流量调节阀2 3以这样的方法构造，以便调节彼此独立的将缸体侧出流端口 IOb连接至连接部分22的冷却水通道的通道剖面面积，和将缸体侧出流端口 IOb连接至加热器31的冷却水入口侧的冷却水通道的剖面面积。该构造可以通过组合多个线性电磁阀的结构而实现。此外，流量调节阀23调节将缸体侧出流端口 IOb连接至连接部分22的冷却水通道的通道剖面面积，由此也能够改变通过缸体侧通道Ila循环的缸体侧冷却水流量Qbk和通过缸盖侧通道12a循环的缸盖侧冷却水流量Qhd之间的比。因此，本实施方式的流量调节阀23构造用于调节缸体侧冷却水流量Qbk和缸盖侧冷却水流量Qhd的流量调节单元。此外，从缸盖侧出流端口 Ilc延伸到连接部分22的冷却水通道具有连接至其的缸盖侧旁路通道27，缸盖侧旁路通道27使流出缸盖侧通道12a的冷却水的流动分支，并将分支的流动引导至加热器31的冷却水入口侧。因此，不考虑内燃机冷却系统I的运行模式，流出缸盖侧通道12a的冷却水的至少一部分流入本实施方式的加热器31。加热器31是布置在室内空气调节单元的壳体30中的加热热交换器，该室内空气调节单元形成车辆的空气调节器中的吹送空气的空气通道，并在在其本身中循环的冷却水和吹送空气之间进行热交换，以加热吹送空气。此外，加热器31的冷却水出口侧通过自动调温器26被连接至水泵21的抽吸端口侧，随后将对其进行描述。连接部分22的冷却水出口侧具有连接至其的散热器24的冷却水入口侧。散热器24是在流出缸体侧通道Ila的冷却水和流出缸盖侧通道12a的冷却水和外部空气之间进行热交换的散热热交换器，以将由冷却水保持的热量散热至外部空气。散热器24的冷却水出口侧通过自动调温器26被连接至水泵21的抽吸端口侧。此外，本实施方式的内燃机冷却系统I具有旁路通道25，其使得流出连接部分22的冷却水绕过散热器24和加热器31以将冷却水引导至水泵21的抽吸侧。该旁路通道25的出口侧也通过自动调温器26被连接至水泵21的抽吸端口侧。自动调温器26是响应于冷却水温度的组合类型的阀，其通过热蜡(温度检测构件)替换多个阀体，其体积通过温度改变，以同时改变多个冷却水通道的开口(剖面面积)。更具体地，自动调温器26具有散热器侧冷却水通道的将散热器24的冷却水出口侧连接至水泵21的抽吸端口侧的三个冷却水通道、将旁路通道25的出口侧连接至水泵21的抽吸端口侧的旁路通道侧冷却水通道、和将加热器31的冷却水出口侧连接至水泵21的抽吸侧的加热器侧冷却水通道。此外，自动调温器26由改变散热器侧冷却水通道的开口和旁路通道侧冷却水通道的开口的第一阀体、和改变加热器侧冷却水通道的开口的第二阀体构成。当在自动调温器26中循环的冷却水的温度上升，以增大热蜡的体积时，第一阀体以这样的方法被替换，以便增大散热器侧冷却水通道的开口并减小旁路通道侧冷却水通道的开口。相反地，当在自动调温器26中循环的冷却水的温度下降，以减小热蜡的体积时，第一阀体以这样的方法被替换，以便减小散热器侧冷却水通道的开口并增大旁路通道侧冷却水通道的开口。因此，当冷却水的温度上升时，散热器24中的冷却水散热到外部空气的热量增大，但是，当冷却水的温度下降时，散热器24中的冷却水散热到外部空气的热量减小。采用该方法，流出自动调温器26的冷却水的温度可能接近预定入流侧基准(base)温度Tffin (在本实施方式中是65°C )。 当在自动调温器26中循环的冷却水的温度下降以减小热蜡的体积时，第二阀体以这样的方法被替换，以便减小加热器侧冷却水通道的开口。此外，第二阀体具有其以这样的方法调节以便不完全关闭加热器侧冷却水通道的运行范围。因此，即使冷却水的温度例如在发动机10暖机时未充分地上升，冷却水也可以流入加热器31，并且进一步当冷却水的温度下降时，流入加热器31的冷却水的量也可以被降低(减小)。下一步，将对用于本实施方式的车辆的空气调节器进行描述。用于本实施方式的车辆的空气调节器是所谓的空气混合类型的空气调节器，其通过空气混合门34调节由布置在壳体30中的冷却热交换器(在该实施方式中，蒸汽压缩类型的制冷循环的蒸发器33)冷却的冷空气和由加热器31加热的热空气之间的混合比，由此调节被吹入车舱的吹送空气的温度。空气混合门34由用于空气混合门的电致动器34a驱动，该电致动器34a具有其由从空气调节控制装置40输出的控制信号控制的运行。此外，用于将空气吹入车舱的吹风机35被布置在壳体30中的空气通道的最上游侧。该空气吹风机35也具有其由从空气调节控制装置40输出的控制信号控制的转数(吹送空气的量)。下一步，将对发动机控制装置50和空气调节控制装置40进行描述。发动机控制装置50和空气调节控制装置40中的每一个由包括CPU、ROM、和RAM及其外围电路的公知的微型计算机构成。发动机控制装置50和空气调节控制装置40基于存储在该ROM中的控制程序执行多个计算和处理，由此控制被连接至其输出侧的多种单元的运行。具体地，用于启动发动机10的启动器、用于将燃料喷射和供给到发动机10中的燃料喷射阀(喷射器)的驱动电路、水泵21的电动机和类似的装置被连接至发动机控制装置50的输出侧。另一方面，一组用于控制发动机的传感器被连接至发动机控制装置50的输入侧，所述传感器包括用于检测发动机旋转速度Ne的发动机旋转速度传感器、用于检测车辆速度Vv的车辆速度传感器、用于检测流出缸盖侧通道12a的冷却水的温度(在下文中被称为缸盖侧出口温度TWhd)的缸盖侧电热调节器41、用于检测流出缸体侧通道Ila的冷却水的温度(在下文中被称为缸体侧出口温度TWbk)的缸体侧电热调节器42。此外，用于空气混合门的电致动器、吹风机35、和构成蒸汽压缩类型的制冷循环的多种组成单元被连接至空气调节控制装置40的输出侧。另一方面，一组用于空气调节控制的传感器被连接至空气调节控制装置40的输入侧，所述传感器包括用于检测车舱中的内部空气温度Tr的内部空气温度传感器、用于检测外部空气温度Tam的外部空气温度传感器、和用于检测吹出蒸发器33的空气的温度(制冷剂蒸发器温度)Te的蒸发器温度传感器。此外，布置在车舱中的操作面板60被连接至空气调节控制装置40的输入侧。该操作面板60具有用于启动车辆的空气调节器的开关、用于设置车舱中的温度的开关、用于选择乘员(使用者)是否加热车舱的加热开关(加热请求输入单元)、和类似的开关。此外，该实施方式的发动机控制装置50和空气调节控制装置40彼此电连接，并被构造为彼此通讯。采用该方法，基于被输入一个控制装置的检测信号或操作信号，其它的控制装置也可以控制被连接至其输出侧的多个单元的运行。因此，发动机控制装置50和空气调节控制装置40可以被整体地构造为一个控制装置。此外，发动机控制装置50和空气调节控制装置40中的每一个是用于控制被连接至其输出侧的多种单元的控制装置被整体地构造在其中的装置，对于发动机控制装置50和空气调节控制装置40，控制将被控制的每个单元的运行的结构(硬件和软件)构成将被控制的单元的控制装置。 例如，在该实施方式中，对于发动机控制装置50，控制用于控制压力供给水泵21的冷却水的容量的电动机的运行的结构(硬件和软件)构成压力供给容量控制装置，而控制流量调节阀23的运行的结构(硬件和软件)构成流量调节阀控制装置。下一步，将对上面描述的结构中的本实施方式的运行进行描述。首先，将对发动机10的基本操作进行描述。当车辆启动开关被打开以启动车辆时，发动机控制装置50读取用于控制发动机的被连接至其输入侧的多种传感器组的检测信号，并基于读取的检测值计算车辆的行驶载荷。此外，发动机控制装置50根据计算的行驶载荷使发动机10启动或停止。此后，发动机控制装置50在预定的控制时间内以该顺序重复读取检测信号、计算行驶载荷和控制发动机的运行的控制程序，直到车辆通过车辆停止开关进入停止状态。采用该方法，混合动力车辆可以在在其中车辆从用于行驶的发动机10和电动机获取驱动力并行驶的被称为所谓的HV行驶的行驶状态和在其中车辆使其发动机停止并仅从用于行驶的电动机获取驱动力并行驶的被称为所谓的EV行驶的另一个行驶状态之间切换。结果，与仅具有作为用于使车辆行驶的驱动源的发动机10的传统的车辆相比，混合动力车辆可以改进燃料效率。下一步，将对用于车辆的空气调节器的基本操作进行描述。当启动用于车辆的空气调节器的开关在车辆启动开关被设置的状态下被打开时，空气调节控制装置40读取用于空气调节控制的传感器组的检测信号和操作面板60的操作信号。空气调节控制装置40基于检测信号和操作信号值计算被吹出进入车舱的空气的目标温度的目标吹出温度TA0。此外，空气调节控制装置40基于计算的目标吹出温度TAO和传感器组的检测信号确定被连接至空气调节控制装置40的输出侧的多种空气调节控制单元的运行状态。例如，吹风机35的吹送空气35的目标量，也就是说，被输出至吹风机35的电动机的控制电压参照之前基于目标吹出温度TAO存储在空气调节控制装置40中的控制地图，在目标吹出温度TAO被设置为较高的值时被确定为较高，在目标吹出温度TAO被设置为中等的值时被确定为较低的值。此外，在该实施方式中，当缸盖侧出口温度TWhd在加热时等于或小于加热开始温度TWl (在该实施方式中是40°C )时，吹风机35的吹入容量被设置为0，也就是说，吹风机35的运行停止。这可以防止在加热时未被加热器31充分加热的吹送空气被吹出进入车舱中。此外，被输出至空气混合门34的电致动器34a的控制信号以这样的方法通过使用目标吹出温度TA0、被吹出蒸发器33的空气的温度Te的检测值和缸盖侧电热调节器41的检测值而被确定，以便被吹出进入车舱的空气的温度变成通过乘员采用温度设置开关期望和设置的温度。此外，当乘员选择通过加热开关加热车舱时，空气混合门34的开口可以这样的方法控制，以便从吹风机35吹出的吹送空气的总量通过加热器31。此外，制冷循环的压缩机的运行可以被停止。然后，空气调节控制装置40向多种空气调节控制单元输出以上面描述的方法确定控制电压和控制信号。此后，直到用于车辆的空气调节器的运行需要通过操作面板60停止时，在预定的控制时间内，空气调节控制装置40以该顺序重复读取检测信号和操作信号、计算目标吹出温度TA0、确定多种空气调节单元的运行状态和输出控制电压和控制信号的控制程序。采用该方法，在用于车辆的空气调节器中，从吹风机35吹出的吹送空气被蒸发器33冷却，并且被冷却的吹送空气的一部分重新被加热器31加热，由此，达到乘员所期望的温度的吹送空气(被调节的空气)被吹入车舱，以对车舱进行空气调节。下一步，除了图I和图2之外，将通过采用图3-图5对本实施方式的内燃机冷却系统I的运行进行描述。在这里，当发动机10本身的温度下降时，例如在启动发动机10的情况下，由于发动机油的粘性增大，摩擦损失会增大，由此损害车辆的燃料效率。此外，由于废气温度的降低，会导致用于清洁废气的催化器(或催化剂)的运行的故障。因此，当发动机10暖机时，期望快速升高发动机10本身的温度。因此，在本实施方式的内燃机冷却系统I中，缸盖侧出口温度TWhd被用作发动机10本身的温度，当缸盖侧出口温度TWhd低于基准暖机完成温度TWO (在该实施方式中是650C )时，内燃机冷却系统I在燃料效率优先模式下运行，在其中发动机10本身的温度快速上升。此外，由于内燃机冷却系统I将冷却水用作用于加热车舱的热源，因此即使内燃机冷却系统I在燃料效率优先模式下运行，当乘员作出加热请求时，内燃机冷却系统I也需要实现用于快速升高车舱的温度的快速加热运行。因此，即使内燃机冷却系统I在燃料效率优先模式下运行，当乘员打开加热开关以作出加热请求时，内燃机冷却系统I也在加热 优先模式下运行，由此实现快速加热，在其中冷却水的温度快速升高到实现车舱的加热的温度。另一方面，当发动机10本身的温度过大地上升时，发动机10可能过热，并且消耗用于冷却废气清洁催化器以便防止催化器由于过大的温度上升引起的熔化并且无助于发动机输出的燃料，从而车辆的燃料效率被损害。因此，在完成发动机10暖机时，根据发动机10的运行状态，内燃机冷却系统I在发动机请求模式下运行，在其中发动机10本身的温度被保持在预定的温度范围(在该实施方式中，缸盖侧出口温度TWhd等于或高于65°C，并且等于或低于75°C )内。具体地，如在图3中的流程图中所示，各自的运行模式被切换。在这里，图3是示出内燃机冷却系统I的控制流程的流程图，并且图3中示出的控制流程被存储在发动机控制装置50的存储电路(ROM)中，并被执行为执行发动机10的运行控制的控制流程的子程序。首先，在步骤SI，确定在预定的控制时间读取的冷却水温度的检测值(具体是缸盖侧出口温度TWhd)是否低于预定的基准暖机完成温度TWO。如果在步骤SI确定缸盖侧出口温度TWhd低于预定的基准暖机完成温度TW0，那么假设发动机10的暖机未完成，并且程序继续到步骤S2。另一方面，如果在步骤SI确定 缸盖侧出口温度TWhd不低于预定的基准暖机完成温度TWO (也就是说，缸盖侧出口温度TWhd等于或多于预定的基准暖机完成温度TWO)，那么假设发动机10的暖机完成，并且程序继续到在其中内燃机冷却系统I进入发动机请求模式下的运行状态的步骤S3，然后程序返回主程序。在步骤S3的发动机请求模式是在暖机完成后的普通运行时的运行模式。在该模式下，发动机控制装置50以这样的方法控制水泵21的运行和流量调节阀23，以便冷却水的温度根据发动机10的运行状态保持在预定温度范围内。具体地，水泵21的运行以这样的方法由反馈控制技术或类似的技术控制，以便缸盖侧出口温度TWhd接近基准缸盖侧出口温度KTWhd(在该实施方式中是70°C )。此外，流量调节阀23的运行以这样的方法由反馈控制技术或类似的技术控制，以便缸体侧出口温度TWbk接近基准缸体侧出口温度KTWbk (在该实施方式中是90°C )。此外，自动调温器26根据在自动调温器26中循环的冷却水的温度调节流入散热器24和旁路通道25中的冷却水的流量，以使得流出自动调温器26并被压力供给至发动机10的冷却水的温度接近预定的入流侧基准温度Twin。采用该方法，发动机10本身的温度被保持在预定的温度范围内。在这一点上，如上面描述的，描述该实施方式的发动机请求模式下的特定温度，缸盖侧出口温度TWhd低于缸体侧出口温度TWbk。这是因为通过降低缸盖侧出口温度TWhd，燃烧室的温度可以被降低，并且因此可以改进抗爆性能。此外，这是因为通过使缸体侧出口温度TWbk高于缸盖侧出口温度TWhd，汽缸体11中的汽缸的在活塞上滑动的部分(衬套部分)可以更高，由此降低用于润滑的发动机油的粘性，这可以抑制发动机10的摩擦损失，并因此可以改进车辆的燃料效率。此外，在发动机请求模式下，通过自动调温器26循环的冷却水的温度高于基准暖机完成温度TW0，以使得自动调温器26的加热器侧冷却水通道的开口被增大到能够向加热器31供给充分加热车舱的冷却水的量的程度。因此，在发动机请求模式时，当作出加热请求时，可以快速地执行车舱的加热。下一步，在步骤S2确定加热开关是否被打开。如果在步骤S2确定加热开关被打开，那么假设乘客作出加热请求，并且程序继续到在其中内燃机冷却系统进入加热优先模式下的运行状态下的步骤S5，然后返回主程序。另一方面，如果在步骤S2确定加热开关未被打开，那么假设乘客未作出加热请求，并且程序继续到在其中内燃机冷却系统进入燃料效率优先模式下的运行状态下的步骤S4，然后返回主程序。在步骤S4的燃料效率优先模式下，发动机控制装置50以这样的方法控制水泵21和流量调节阀23的运行，以便快速地升高发动机10本身的温度。
具体地，水泵21的运行以这样的方法控制，以便流入发动机10的冷却水的流量小于在发动机请求模式下的流量。此外，流量调节阀23的运行以这样的方法控制，以便缸盖侧冷却水流量Qhd等于或小于预定的第一上限(在该实施方式中，6L/min)，缸体侧冷却水流量Qbk等于或小于预定的第二上限(在该实施方式中，2L/min)。这些第一和第二上限分别被设置为相对于在普通运行(发动机请求模式)时的缸盖侧冷却水流量Qhd和缸体侧冷却水流量Qbk较小的流量。此外，在燃料效率优先模式下，未作出加热请求，因此流量调节阀23的运行以这样的方法控制，以便流出缸体侧通道Ila的冷却水的总流量流出至连接部分22。此外，在燃料效率优先模式下，缸盖侧出口温度TWhd低于基准暖机完成温度TW0，以使得在自动调温器26中，散热器侧冷却水通道几乎被完全关闭，并且旁路侧冷却水通道几乎被完全打开。因此，流出发动机10的冷却水主要流入旁路通道25。
在这一点上，即使缸盖侧出口温度TWhd低于基准暖机完成温度TW0，自动调温器26的加热器侧冷却水通道也未完全关闭，从而流出发动机10的缸盖侧通道12a的冷却水的一部分通过缸盖侧旁路通道27流入加热器31。但是，在未作出加热请求的状态下，吹风机35停止，因此冷却水几乎不使加热器31中的热散热。因此，在燃料效率优先模式下，冷却水如图I中的实箭头所示地流动。此外，在燃料效率优先模式下，如图4中所示，当缸盖侧出口温度TWhd上升时，缸盖侧冷却水流量Qhd在低于第一上限的范围内增大。在这里，图4是示出在燃料效率优先模式下缸盖侧冷却水流量Qhd中的改变、缸体侧冷却水流量Qbk中的改变、和缸盖侧出口温度TWhd中的改变的时间图表。具体地，当缸盖侧出口温度TWhd等于或小于预定的基准暖机过渡温度TW2时，缸盖侧冷却水流量Qhd被设置为2L/min，当缸盖侧出口温度TWhd变得高于基准暖机过渡温度TW2时，缸盖侧冷却水流量Qhd在等于或小于6L/min的范围内增大。因此，当缸盖侧出口温度TWhd高于基准暖机过渡温度TW2时，缸盖侧出口温度TWhd低于缸体侧出口温度TWbk。在这一点上，对于基准暖机过渡温度TW2，可以采用冷却水温度的最小值(在该实施方式中是40°C )，即使从发动机10流出到外部的废热的量增大，这也不会对发动机10的快速暖机有坏的影响。此外，在步骤S5的加热优先模式下，发动机控制装置50以这样的方法控制水泵21和流量调节阀23的运行，以便实现车舱的快速加热。具体地，水泵21的运行以这样的方法控制，以便流入发动机10的冷却水的流量在加热优先模式下变得比在发动机请求模式下小。此外，流量调节阀23的运行以这样的方法控制，以便缸盖侧冷却水流量Qhd等于或小于预定的第三上限(在该实施方式中，IOL/min),缸体侧冷却水流量Qbk等于或小于预定的第四上限(在该实施方式中，2L/min)。这些第三和第四上限分别被设置为小于在普通运行(发动机请求模式)时的缸盖侧冷却水流量Qhd和缸体侧冷却水流量Qbk的流量。此外，在加热优先模式下，作出加热请求，因此流量调节阀23的运行以这样的方法控制，以便流出缸体侧通道Ila的冷却水的总流量流动至加热器31。此外，在加热优先模式下，与燃料效率优先模式的情况相同，缸盖侧出口温度TWhd变得低于基准暖机完成温度TW0，以使得自动调温器26的散热器侧冷却水通道几乎被完全关闭，并且旁路通道侧冷却水通道几乎被完全打开。因此，流出发动机10的冷却水主要流入旁路通道25。在这一点上，还在加热优先模式下，与燃料效率优先模式的情况相同，自动调温器26的加热器侧冷却水通道的开口变小，但是流量调节阀23使流出缸体侧通道Ila的冷却水的总流量流动至加热器31，以使得通过加热器31循环的冷却水的流量变得大于在燃料效率优先模式下的。因此，在加热优先模式下，冷却水如图2中的实箭头所示地流动。此外，在加热优先模式下，如图5中所示，当缸盖侧出口温度TWhd的温度上升时，缸盖侧冷却水流量Qhd在低于第三上限并且在其中由流入加热器31的冷却水保持的热量变成充分作为用于加热的热源的热量的范围内减小。在这里，图5是示出缸盖 侧冷却水流量Qhd中的改变、缸体侧冷却水流量Qbk中的改变、和缸盖侧出口温度TWhd中的改变的时间图表。具体地，当缸盖侧出口温度TWhd等于或小于预定的加热开始温度TWl时，缸盖侧冷却水流量Qhd被设置为10L/min，当缸盖侧出口温度TWhd变得高于预定的加热开始温度Tffl时，缸盖侧冷却水流量Qhd降低到6L/min的水平。因此，在加热优先模式下，缸盖侧冷却水流量Qhd变得大于缸体侧冷却水流量Qbk,缸盖侧出口温度TWhd变得小于缸体侧出口温度TWbk。在这一点上，加热开始温度TWl是吹风机35被启动以在冷却水和加热器31中的吹送空气之间进行热交换由此开始加热吹送空气的温度，可以实现车舱的加热的冷却水温度的最小值(在该实施方式中是40°C )可以被用作加热开始温度TWl。本实施方式的内燃机冷却系统I以上面描述的方法运行，以使得在发动机请求模式时，不仅发动机10本身的温度可以被保持在预定的温度范围内，而且可以产生下面的优良的效果。首先，在燃料效率优先模式和加热优先模式下，缸盖侧冷却水流量Qhd和缸体侧冷却水流量Qbk变得小于在发动机请求模式下的，以使得可以减小从发动机10流出到外部的废热量。因此，发动机10可以比发动机10在发动机请求模式下暖机的情况更快地暖机。这时，在燃料效率优先模式下和在加热优先模式下，缸体侧冷却水流量Qbk变得小于缸盖侧冷却水流量Qhd，以使得汽缸体11中的汽缸的在活塞上滑动的部分(衬套部分)的暖机可以被充分地加速。因此，发动机10的摩擦损失可以被有效地抑制，以改进车辆的燃料效率。此外，在燃料效率优先模式下，流出发动机10的冷却水主要流入旁路通道25，以使得流出到发动机10的外部的废热可以被有效地使用，以使从发动机10的冷却水出口(具体地，缸体侧和缸盖侧出流端口 IObUOc)到其冷却水入口(具体地，入流端口 IOa)的冷却水管路中的全部冷却水的温度。此外，在燃料效率优先模式下，当缸盖侧出口温度TWhd变得大于基准暖机过渡温度TW2时，缸盖侧冷却水流量Qhd增大。因此，在不在发动机10的快速暖机上产生坏的影响的情况下，冷却水管路中的全部冷却水的温度可以通过被流出缸盖侧通道12a的冷却水保持的热有效地升高，流出缸盖侧通道12a的冷却水达到比流出缸体侧通道Ila的冷却水高的温度。结果，在燃料效率优先模式下，可以实现车辆的燃料效率和发动机10的快速暖机的改进。另一方面，在加热优先模式下，缸盖侧冷却水流量Qhd比在燃料效率优先模式下增大的多，以使得流出到发动机10的外部的废热增加，并且暖机时间变得比在燃料效率优先模式下长。但是，流出缸盖侧通道12a的冷却水被引导到加热器31，以使得该废热可以被有效地使用，以便使流入加热器31的冷却水的温度升高。此外，在加热优先模式下，当缸盖侧出口温度TWhd增大时，缸盖侧冷却水流量Qhd降低。因此，在流入加热器31的冷却水的温度快速增大到可以实现车舱的加热的温度后，与在燃料效率优先模式的情况相同，可以实现发动机10的快速暖机。结果，在加热优先模式下，除了车辆的燃料效率的改进，可以同时实现发动机10的快速暖机和车舱的快速加热。此外，在燃料效率优先模式下和在加热优先模式下，与在发动机请求模式下相同， 缸盖侧出口温度TWhd变得小于缸体侧出口温度TWbk，以使得发动机10的抗爆性能可以被改进，并且车辆的燃料效率可以被改进。此外，当在本实施方式的内燃机冷却系统I在燃料效率优先模式下运行的时候作出加热请求时，通过从燃料效率优先模式到加热优先模式切换内燃机冷却系统1，可以当在发动机10暖机的时候作出加热请求时进一步有效地同时获得发动机10的快速暖机和车舱的快速加热。这将借助于图6中示出的时间图表描述。在这里，图6是示出在燃料效率优先模式被转换到加热优先模式的情况下缸盖侧冷却水流量Qhd中的改变、缸体侧冷却水流量Qbk中的改变、和缸盖侧出口温度TWhd中的改变的时间图表。此外，在图6中，在当缸盖侧出口温度TWhd等于或小于加热开始温度TWl的时候作出加热请求I的情况下的改变通过实线示出，而在当缸盖侧出口温度TWhd高于加热开始温度TWl的时候作出加热请求2的情况下的改变通过虚线示出。通过图6中的实线清楚的是，在当缸盖侧出口温度TWhd等于或小于加热开始温度TWl的时候作出加热请求的情况下，加热可以仅通过使其温度已经在燃料效率优先模式下增大的冷却水的温度增大到高于加热开始温度TWl的值而开始。此外，通过图6中的虚线清楚的是，在当缸盖侧出口温度TWhd高于加热开始温度TWl的时候作出加热请求的情况下，吹风机35可以立即运行，以使得当作出加热请求时可以同时开始加热。(第二实施方式)在该实施方式中，通过图7中的通常结构视图所示，作为用于打开和关闭缸盖侧旁路通道27的打开/关闭装置的打开/关闭阀27a被添加至第一实施方式。在这里，在图7中，在该实施方式的燃料效率优先模式下的冷却水的流动通过实线箭头示出。此外，在图7中，与第一实施方式中的部件相同或等价的部件通过相同的附图标记表示。这在下面的附图中也是相同的。该实施方式的打开/关闭阀27a由电磁阀构成，其运行被从发动机控制装置50输出的控制信号控制。具体地，打开/关闭阀27a以这样的方法控制，以便在发动机请求模式下和在加热优先模式下被打开，在燃料效率优先模式下被关闭。采用该方法，在燃料效率优先模式下，如图7中所示，流出缸盖侧通道12a的冷却水的总流量可以不流到加热器31，而是流到连接部分22 (旁路通道25)。
其它的结构和操作与第一实施方式中的相同。因此，按照该实施方式的内燃机冷却系统I，不仅产生与第一实施方式相同的效果，而且在燃料效率优先模式时防止冷却水使加热器31中热散热和有效地升高冷却水管路中的全部冷却水的温度是可能的。在这一点上，在打开/关闭阀27a与本实施方式相似地使用的情况下，可以消除通过自动调温器26的第二阀体调节加热器侧冷却水通道的开口的功能(调节流量的功能)。(第三实施方式)由图8中的通常的结构视图所示的该实施方式描述在其中缸盖侧流量调节阀23a被布置在第一实施方式中的从缸盖侧出流端口 IOc向连接部分22延伸的冷却水通道中的一个实例。在这里，在图8中，该实施方式的燃料效率优先模式下的冷却水的流动将由实线 箭头示出。该缸盖侧流量调节阀23a的基本结构与第一实施方式的流量调节阀23相同(在该实施方式中，通过缸体侧流量调节阀23描述)。具体地，缸盖侧流量调节阀23a执行调节流出缸盖侧通道12a的冷却水的流出到连接部分22 (旁路通道25)的冷却水和流出到缸盖侧旁路通道27的冷却水的流量的功能。此外，由于缸盖侧流量调节阀23a调节用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至连接部分22的冷却水通道的通道剖面面积，因此通过缸体侧通道Ila循环的缸体侧冷却水流量Qbk和通过缸盖侧通道12a循环的缸盖侧冷却水流量Qhd之间的流量比也可以改变。因此，该实施方式的流量调节单元包括缸盖侧流量调节阀23a和缸体侧流量调节阀23。此外，对于缸盖侧流量调节阀23a的特定操作，在发动机请求模式下，缸盖侧流量调节阀23a几乎完全打开用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至连接部分22的冷却水通道和用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至缸盖侧旁路通道27的冷却水通道。采用该方法，在发动机请求模式下，流出缸盖侧通道12a的冷却水可以流出加热器31和连接部分22。在燃料效率优先模式下，用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至连接部分22的冷却水通道进入完全打开状态，用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至缸盖侧旁路通道27的冷却水通道进入完全关闭状态。采用该方法，在燃料效率优先模式下，流出缸盖侧通道12a的冷却水的总流量可以不流出加热器31，但是流出到连接部分22 (旁路通道25)。在加热优先模式下，用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至连接部分22的冷却水通道被完全关闭，用于将缸盖侧出流端口 IOc连接至缸盖侧旁路通道27的冷却水通道几乎被完全打开。采用该方法，在加热优先模式下，流出缸盖侧通道12a的冷却水的总流量可以不流出到连接部分22 (旁路通道25)，但是流入加热器31。其它的结构和操作与在第一实施方式中的相同。因此，本实施方式的内燃机冷却系统I不仅可以产生与第一实施方式相同的效果，而且可以在加热优先模式下通过加热器31有效地加热吹送空气，并且因此可以进一步改进加热性能。此外，在燃料效率优先模式下，可能防止冷却水使加热器31中的热散热，并且因此充分地升高冷却水管路中的全部冷却水的温度。在这一点上，在缸盖侧流量调节阀23a与该实施方式相似地使用的情况下，可以消除通过自动调温器26的第二阀体调节加热器侧冷却水通道的开口的功能(调节流量)。(第四实施方式)在本实施方式中,将对在其中在第一实施方式中描述的第一至第四上限根据发动机10的运行状态改变的实例进行描述。在这里，将借助于图15对发动机10的运行状态进行描述。在这里，图15是示出通常使用的发动机的旋转速度和转矩之间的关系的性能特性线图。在通常使用的发动机中，被喷射到燃烧室中的燃料和用于燃料的空气的空燃混合物的点火定时以这样的方法调节，以便可以输出用于发动机的旋转速度的适当的转矩。与这相反，当由发动机输出的转矩增大时，不能仅通过调节点火定时防止爆震，因为压缩比的增大由燃烧室中的温度的升高引起。此外，在通常使用的发动机中，当燃烧室中的温度随旋转速度和转矩的增大过大的增大时，用于清洁废气的催化器的温度过大的升高，由此熔化和损害催化器，以使得用于冷却催化器的燃料被喷射，以防止催化器被熔化或损害。用于冷却催化器的燃料无助于发动机的输出，因此损害车辆的燃料效率。
在这里，在图15中，示出在其中发动机可以输出适当的转矩的发动机的运行状态的区域由MBT区域(由点遮盖的区域)表示，示出在其中发动机导致爆震的发动机的运行状态的区域由TK区域(由斜线遮盖的区域)表示，示出在其中用于冷却催化器的燃料被喷射以防止催化器的温度过大地升高的发动机的运行状态的区域由OT区域(由网格遮盖的区域)表示。与这相反，对于用于抑制爆震的装置，仅仅通过增大通过汽缸盖12侧的缸盖侧通道12a循环的缸盖侧冷却水流量Qhd以冷却燃烧室而使发动机的运行状态从TK区域转换到MBT区域是必要的。此外，为了抑制用于冷却催化器的燃料的喷射，仅仅通过增大缸盖侧冷却水流量Qhd而使运行状态从OT区域转换到MBT区域是必要的。因此，在本实施方式中，如图9和图10中的图表所示，第一至第四上限根据发动机的运行状态改变。具体地，第一至第四上限参照之前存储在发动机控制装置50中并示出发动机的性能特性的控制地图基于发动机的旋转速度和转矩改变。在这里，图9示出在燃料效率优先模式下的各自的运行区域的第一和第二上限。此外，在图 9 中，“VS” 表示 2L/min，“S” 表示 2-lOL/min，“M” 表示 10_20L/min，“L” 表示20L/min或更大。此外，图10示出在加热优先模式下的各自的运行区域的第三和第四上限。此外，对于图10中的第三上限(缸盖侧)，“S”表示6-10L/min，“M”表示10_20L/min，“L”表示20L/min或更大。此外，对于第四上限(缸体侧)，“VS”表示2L/min，“S”表示2-lOL/min，“M”表示 10-20L/min，“L”表示 20L/min 或更大。因此，在该实施方式中，在发动机的运行状态是MBT区域的运行状态的情况下，可以产生和第一实施方式相同的效果。此外，通过图9清楚的是，在燃料效率优先模式时，当发动机的运行状态进入OT区域或TK区域的运行状态时，第一上限增大，因此OT区域或TK区域的运行状态可以被转换到MBT区域的运行状态。采用该方法，可能抑制损害车辆的燃料效率，并改进发动机10的抗爆性能。此外，通过图10清楚的是，在加热优先模式时，当发动机的运行状态进入OT区域的运行状态时，第三上限增大，这因此可以抑制车辆的燃料效率被损害。在这一点上，第一至第四上限根据在该实施方式中进行描述的发动机10的运行状态的改变可以被应用至第二和第三实施方式的内燃机冷却系统。
(第五实施方式)在本实施方式中，将对在其中第一热交换部分31a和第二热交换部分31b的两个热交换部分被用作与第一实施方式相比的加热器31的实例进行描述，如图11和图12中的通常的结构视图所示。在这里，图11通过实线箭头示出该实施方式的燃料效率优先模式下的冷却水的流动，图12通过实线箭头示出该实施方式的加热优先模式下的冷却水的流动。第一热交换部分31a布置在缸盖侧旁路通道27中，并执行在流出缸盖侧通道12a的冷却水的一部分和从吹风机35吹出的吹送空气之间热交换的功能，以加热吹送空气。另一方面，第二热交换部分31b执行在流出流量调节阀23的冷却水和通过第一热交换部分31a后的吹送空气之间热交换的功能，以进一步加热吹送空气。因此，第一热交换部分31a相对于第二热交换部分31b被布置在吹送空气的流动的上游侧。此外，该实施方式的缸盖侧旁路通道27以这样的方法连接，以便流出缸盖侧通道12a的冷却水的流动分支，并被引导至第二热交换部分31b的冷却水出口侧。采用该方法，在该实施方式中，可能使流出第一热交换部分31a的冷却水与流出第二热交换部分31b的冷却水连接，并使冷却水流动至自动调温器26。其它的结构和操作与在第一实施方式中的相同。因此，该实施方式的内燃机冷却系统I可以产生与第一实施方式相同的效果，并且可以有效地利用发动机10的废热，以在加热优先模式和在普通运行(发动机请求模式)中加热时加热吹送空气。换句话说，在该实施方式中，在流出缸盖侧通道12a的冷却水和流出缸体侧通道Ila的冷却水中，具有低温的流出缸盖侧通道12a的冷却水流入布置在吹送空气的上游侧的第一热交换部分31a，具有高温的流出缸体侧通道Ila的冷却水流入布置在吹送空气的下游侧的第二热交换部分31b。采用该方法，在热交换部分31a、31b中，通过其循环的冷却水和吹送空气之间的温度差可以被保证，以使得热可以在冷却水和吹送空气之间有效地交换。结果，在加热车舱时，发动机10的废热可以被有效地利用。在这一点上，发动机10的废热的该有效的利用对于加热混合动力车辆中的车舱是非常有效的，在混合动力车辆中，冷却水的温度很难上升，因为当车辆行驶时，发动机I停止。此外，对于该实施方式的内燃机冷却系统1，第一至第四上限可以根据发动机10的运行状态改变，如在第四实施方式中描述的。(第六实施方式)本实施方式是在其中与第二实施方式相同的打开/关闭阀27a附加地布置在第五实施方式中的缸盖侧旁路通道27的第一热交换部分31a的上游侧的实例，如图13中的通常的结构视图所示。其它的结构和操作与第五实施方式中的相同。因此，按照该实施方式的内燃机冷却系统1，不仅可能产生与第五实施方式相同的效果，而且与在第二实施方式的情况相同，防止冷却水使加热器31中的热散热，并且因此在燃料效率优先模式时使冷却水管路中的全部冷却水的温度有效地升高。 在这一点上，在该实施方式中，与在第二实施方式的情况相同，可以消除通过自动调温器26的第二阀体调节加热器侧冷却水通道的开口的功能(调节流量的功能)。此外，对于该实施方式的内燃机冷却系统1，第一至第四上限可以根据发动机10的运行状态改变，如在第四实施方式中描述的。
(第七实施方式)本实施方式是在其中与第三实施方式相同的缸盖侧流量调节阀23a布置在从缸盖侧出流端口 IOc延伸到通过图14中的通常的结构视图示出的第五实施方式中的连接部分22的冷却水通道中的实例。其它的结构和操作与在第五实施方式中的相同。因此，按照该实施方式的内燃机冷却系统1，不仅可能产生与第五实施方式相同的效果，而且与在第三实施方式的情况相同，通过加热器31有效地加热吹送空气，并且因此进一步改进加热优先模式下的加热性能。此外，在燃料效率优先模式下，可能防止冷却水使加热器31中的热散热，并且因此使冷却水管路中的全部冷却水的温度有效地升高。在这一点上，在该实施方式中，与在第三实施方式的情况相同，可以消除通过自动调温器26的第二阀体调节加热器侧冷却水通道的开口的功能(调节流量的功能)。此外，对于该实施方式的内燃机冷却系统1，第一至第四上限可以根据发动机10的运行状态改变，如在第四实施方式中描述的。(其它实施方式)本发明未被限制于上面描述的实施方式，而是可以在不背离本发明的要旨的范围内进行多种修改。(I)在上面描述的实施方式中，在其中缸盖侧出口温度TWhd被用作发动机10本身的温度的实施方式已经被描述，但是其它的温度可以被用作发动机10本身的温度。例如，缸体侧出口温度TWbk可以被使用，或者发动机10的表面温度，或者在第一至第四实施方式中，流入加热器31的冷却水的温度可以被使用。此外，在上面描述的实施方式中，在其中加热开始温度TWl和基准暖机过渡温度TW2的特定温度等于相同的值(40°C )的实施方式已经被描述。但是，加热开始温度TWl和基准暖机过渡温度TW2的特定温度可以是不同的值。(2)在上面描述的实施方式中，在其中以这样的方法构造以便根据通过自动调温器26循环的冷却水的温度调节冷却水流量的自动调温器26被使用以便使压力供给至发动机10的冷却水的温度接近入流侧基准温度Twin的实施方式已经被描述。但是，可能消除自动调温器26并使用由线性电磁阀制成的电子致动器，其可以连续地改变冷却水通道的剖面面积，或类似的装置。在这种情况下，使用用于检测被压力供给至发动机10的冷却水的温度的温度检测装置和通过反馈控制技术或类似的技术以这样的方法控制电致动器的运行以便使该温度检测装置的检测值接近入流侧基准温度Twin不是必要的。(3)在上面描述的实施方式中，假设当乘员打开加热开关的时候作出加热请求，但是加热请求未被限制于此。例如，当车辆启动开关被打开时，如果外部空气温度是预定的基准外部空气温度或更低，那么可以假设作出加热请求，或者如果车舱内的空气温度是预定的基准内部空气温度或更低，那么可以假设作出加热请求。对于基准外部空气温度或基准内部空气温度，例如，大约为15°C的温度可以被用作当乘员想要车舱被加热的温度。此外，基于外部空气温度和内部空气温度的加热请求和加热开关作出的加热请求可以被采用。总之，可以如下对按照上面的实施方式的用于内燃机10的冷却系统I进行描述。冷却系统I用于通过冷却水通过发动机10的流动冷却内燃机10，以使得在常规运行中发动机10的温度在预定的温度范围内下降。冷却水的至少一部分被用于热源，所述热源用于加热朝向空气调节目标空间吹送的空气。发动机10包括汽缸体11、用于冷却汽缸体11的冷却水通过其流动的缸体侧通道11a、汽缸盖12、用于冷却汽缸盖12的冷却水通过其流动的缸盖侧通道12a。冷却系统I包括冷却水压力供给单元21、加热热交换器31、31a、31b、散热热交换器24、旁路通道25、和流量调节单元23、23a。冷却水压力供给单元21被构造为将冷却水压力供给到缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a中。加热热交换器31、31a、31b被构造为在从缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a中的至少一个流出的冷却水和吹送空气之间进行热交换。散热热交换器24被构造为在流出缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a的冷却水和外部空气之间进行热交换，以使得冷却水散热。旁路通道25引导流出缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a的冷却水，以绕过加热热交换器31、31a、31b和散热热交换器24，并流入冷却水压力供给单元21的抽吸侧。流量调节单元23、23a被构造为调节缸体侧冷却水流量Qbk和缸盖侧冷却水流量Qhd中的至少一个，缸体侧冷却水流量是流动通过缸体侧通道Ila的冷却水的流量，缸盖侧冷却水流量是流动通过缸盖侧通道12a的冷却水的流量。在发动机10暖机时，流量调节单元23、23a被构造为在燃料效率优先模式下运行。在燃料 效率优先模式下，流量调节单元23、23a将缸盖侧冷却水流量Qhd调节为等于或小于第一上限，第一上限等于或小于当发动机10常规运行时的缸盖侧冷却水流量Qhd ;流量调节单元23,23a将缸体侧冷却水流量Qbk调节为等于或小于第二上限，第二上限等于或小于第一上限；和流量调节单元23、23a调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a的冷却水主要流入旁路通道25。当在发动机10暖机时通过加热热交换器31、31a、31b作出加热吹送空气的加热请求时，流量调节单元23、23a被构造为在加热优先模式下运行。在加热优先模式下，流量调节单元23、23a将缸盖侧冷却水流量Qhd调节为等于或小于第三上限，第三上限等于或小于当发动机10常规运行时的缸盖侧冷却水流量Qhd并高于第一上限；流量调节单元23、23a将缸体侧冷却水流量Qbk调节为等于或小于第四上限，第四上限等于或小于第三上限；和流量调节单元23、23a调节冷却水的流量，以使得至少流出缸盖侧通道12a的冷却水流入加热热交换器31、31a。因此，在内燃机10暖机时，在燃料效率优先模式和在加热优先模式下，缸盖侧冷却水流量Qhd和缸体侧冷却水流量Qbk的总的值(也就是说,通过内燃机10循环的冷却水的流量)可以相对于在普通运行时的总的值降低。因此，在内燃机10暖机时，流出到内燃机10的外部的废热量可以相对于在普通运行时的废气量降低。结果，内燃机10可以比在普通运行时更快速地暖机。此外，第二上限被设置为等于或小于第一上限的值，第四上限被设置为等于或小于第三上限的值，这样在任一个模式下，缸体侧冷却水流量Qbk可以比缸盖侧冷却水流量Qhd小。这可以有效地加速汽缸体11上的汽缸的在活塞上滑动的一部分的暖机，并且因此可以改进内燃机10的燃料效率。此外，在燃料效率优先模式下，流出内燃机10的冷却水主要流入旁路通道25，以使得流出到内燃机10的外部的废热未被散热到外部，而是可以被有效地用于使全部冷却水的温度升高。因此，在燃料效率优先模式下，可以实现内燃机10的燃料效率的改进和内燃机10的快速暖机。
另一方面，在加热优先模式下，第三上限被设置为高于第一上限的值，以使得流出缸盖侧通道12a的冷却水可以在缸盖侧冷却水流量Qhd大于在燃料效率优先模式下的状态下流入加热热交换器31。这可以使得能够有效地使用流出到内燃机10的外部的废热以便使流入加热热交换器31的冷却水的温度升高。因此，在加热优先模式下，除了燃料效率的改进，可以实现内燃机10的快速暖机和车舱的快速加热。此外，当在燃料效率优先模式下作出加热请求并且因此燃料效率优先模式被转换到加热优先模式时，内燃机10的快速暖机和车舱的快速加热可以在发动机暖机的时候作出加热请求时更有效地实现。在这一点上，“当发动机10在常规运行下的缸盖侧冷却水流量Qhd”的意思是在发动机10的运行在常规运行下是稳定的状态下的缸盖侧冷却水流量，并且因此意思不是在发动机10的运行被转换到稳定状态的过渡时间内的缸盖侧冷却水流量，例如在燃料效率 优先模式被转换到常规运行之后立即或在加热优先模式被转换到常规运行之后立即。此外，“冷却水主要流入旁路通道25”的意思未被限制于冷却水的总流量流入旁路通道25的意思，而是允许小部分的冷却水由于管道或类似装置的连接流入其它的冷却水通道的意思。从缸体侧通道I Ia和缸盖侧通道12a中的一个流出的冷却水的温度TWbk、TWhd可以被用于发动机10的温度。在加热优先模式下，流量调节单元23、23a可以被构造为根据流出缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a中的一个的冷却水的温度TWbk、TWhd的升高在等于或小于第三上限的范围内降低缸盖侧冷却水流量Qhd。因此，如在燃料效率优先模式下的情况那样，内燃机10的快速暖机可以通过在冷却水的温度TWbk、Tffhd上升到吹送空气可以被有效地加热的水平后减小缸盖侧冷却水流量Qhd实现。在加热优先模式下，作为流出缸盖侧通道12a的冷却水的温度的缸盖侧出口温度TWhd可以低于作为流出缸体侧通道Ila的冷却水的温度的缸体侧出口温度TWbk。因此，可以通过降低汽缸盖侧的温度而改进内燃机10的防爆性能，并且内燃机10的燃料效率可以通过使汽缸体侧的温度相对于汽缸盖侧的温度上升而进一步改进。在加热优先模式下，当发动机10进入在其中喷射到发动机10中的燃料的量需要增大以便冷却被连接至发动机10的排气通道以净化发动机10的废气的催化器的运行状态下时，第三上限增大。在这里，在内燃机10需要冷却催化器的运行状态下，喷射的燃料增加，并且因此，内燃机的燃料效率被损害。与此相反，由于第三上限可以被增大，以增大缸盖侧冷却水流量Qhd,因此，内燃机10的运行状态可以从在其中催化器需要被冷却的运行状态转换到在其中催化器不需要被冷却的运行状态。结果，可能抑制内燃机10的燃料效率被损害。在这里，“第三上限被增大”的意思包括第三上限变得大于在常规运行时的缸盖侧冷却水流量Qhd的意思。在加热优先模式下，流量调节单元23、23a可以调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a的冷却水在不流入散热热交换器24的情况下流入加热热交换器31。因此，在加热优先模式时，可能在散热热交换器24中抑制冷却水向外部空气散热，因此在加热热交换器31中有效地加热吹送空气，以使得可以进一步改进加热性能。在燃料效率优先模式下，流量调节单元23、23a可以被构造为根据从缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a中的一个流出的冷却水的温度TWbk、TWhd的增大在第一上限内增大缸盖侧冷却水流量Qhd。
因此，冷却水管路中的冷却水的温度可以通过在冷却水的温度TWbk、Tffhd升高到即使流出到内燃机10的外部的废热的量增大也不会在内燃机10的快速暖机上具有坏的影响的水平之后使流出到内燃机10外部的废热量增大而有效地升高。在燃料效率优先模式下，作为流出缸盖侧通道12a的冷却水的温度的缸盖侧出口温度TWhd可以低于作为流出缸体侧通道Ila的冷却水的温度的缸体侧出口温度TWbk。因此，可以通过降低汽缸盖侧的温度而改进内燃机10的防爆性能，并且内燃机10的燃料效率可以通过使汽缸体侧的温度相对于汽缸盖侧的温度上升而进一步改进。在燃料效率优先模式下，当发动机10进入在其中被连接发动机10的排气通道以净化发动机10的废气的催化器需要被冷却的运行状态或在其中发动机10很可能导致爆震的运行状态时，第一上限可以增大。因此，可以通过增大第一上限而使缸盖侧冷却水流量Qhd增大，以使得内燃机10的运行状态可以从在其中催化器需要被冷却的运行状态转换到在其中催化器不需要被冷却的运行状态，并且内燃机10的防爆性能可以通过降低燃烧室的温度而被改进。结果，可能抑制内燃机10的燃料效率被损害并实现稳定的运行。在这一点上，“第一上限被增大”的意思是包括在常规运行时第一上限被增大到大于缸盖侧冷却水流量Qhd的水平的意思。在燃料效率优先模式下，流量调节单元23、23a可以调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道Ila和缸盖侧通道12a的冷却水在不流入加热热交换器31、31a、31b的情况下流入旁路通道25。因此，可能防止冷却水在燃料效率优先模式时在加热热交换器31中散热，因此，在更早的阶段完成内燃机10的暖机。加热热交换器31可以被构造为在作为流出缸体侧通道Ila的冷却水和缸盖侧通道12a的冷却水的混合物的冷却水和吹送空气之间进行热交换。加热热交换器31、31a、31b可以包括被构造为在吹送空气和流出缸盖侧通道12a的冷却水之间进行热交换的第一热交换部分31a ;以及被构造为在流经第一热交换器部分31a的吹送空气和流出缸体侧通道Ila的冷却水之间进行热交换的第二热交换部分31b。流量调节单元23、23a可以包括第一流量调节阀23，在该处流出缸体侧通道I Ia的冷却水被划分成流向旁路通道25的冷却水和流向加热热交换器31、31a、31b的冷却水。第一流量调节阀23可以被构造为调节向旁路通道25流出的冷却水的流量和向加热热交换器31、3la、3Ib流出的冷却水的流量。流量调节单元23、23a可以包括第二流量调节阀23a，在该处流出缸体侧通道12a的冷却水被划分成流向旁路通道25的冷却水和流向加热热交换器31、31a的冷却水。第二流量调节阀23a可以被构造为调节向旁路通道25流出的冷却水的流量和向加热热交换器31、3Ia流出的冷却水的流量。冷却系统I可以还包括加热请求输入单元60，其被构造为由冷却系统I的用户通过其操作作出加热请求以加热吹送空气。加热请求包括通过加热请求输入单元60的操作来请求加热吹送空气。加热 请求可以包括等于或低于预定基准外部空气温度的外部空气温度Tam。加热请求可以包括等于或低于预定的基准内部空气温度的空气调节目标空间中的内部空气温度。对于基准内部空气温度或基准外部空气温度，可以采用使用者想要空气调节目标空间被加热到的温度。虽然参照其优选实施方式对本发明进行了描述，但是可以理解的是，公开的内容未被限制于优选实施方式和结构。本发明试图覆盖多种修改和等价的布置。此外，多种组合和构造是优选的，但是其它的组合和构造，包括更多、更少或仅仅一个单个的元件，也在本发明的精神和范围内。
权利要求
1.ー种冷却系统(I)，其用于通过冷却水通过发动机(10)的流动而冷却内燃机(10)，以使得常规运行中的发动机(10)的温度落在预定的温度范围内，其中 冷却水的至少一部分被用于热源，所述热源用于加热朝向空气调节目标空间吹送的空气；并且 发动机(10)包括汽缸体(11)、用于冷却汽缸体(11)的冷却水流动通过的缸体侧通道(11a)、汽缸盖(12)、以及用于冷却汽缸盖(12)的冷却水流动通过的缸盖侧通道(12a)，所述冷却系统(I)包括 冷却水压カ供给单元(21)，其被构造为将冷却水压カ供给到缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)中； 加热热交換器(31、31a、31b)，其被构造为在从缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)中的至少ー个流出的冷却水和吹送空气之间进行热交换； 散热热交換器(24)，其被构造为在从缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)中流出的冷却水和外部空气之间进行热交換，以使得冷却水散热； 旁路通道(25)，其引导流出缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)的冷却水，以绕过加热热交換器(31、31a、31b)和散热热交換器(24)并且流入冷却水压カ供给单元(21)的抽吸侧；以及 流量调节单元(23、23a)，其被构造为调节缸体侧冷却水流量(Qbk)和缸盖侧冷却水流量(Qhd)中的至少ー个，其中所述缸体侧冷却水流量是流动通过缸体侧通道(Ila)的冷却水的流量，所述缸盖侧冷却水流量是流动通过缸盖侧通道(12a)的冷却水的流量，其中 在发动机(10)暖机时，所述流量调节单元(23、23a)被构造为在燃料效率优先模式下运打，在其中 所述流量调节单元(23、23a)将缸盖侧冷却水流量(Qhd)调节为等于或小于第一上限，所述第一上限等于或小于当发动机(10)处于常规运行下时的缸盖侧冷却水流量(Qhd)；所述流量调节单元(23、23a)将缸体侧冷却水流量(Qbk)调节为等于或小于第二上限，所述第二上限等于或小于所述第一上限；并且 所述流量调节单元(23、23a)调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)的冷却水主要流入旁路通道(25);并且 当在发动机(10)暖机的时候通过加热热交換器(31、31a、31b)作出加热吹送空气的加热请求时，流量调节单元(23、23a)被构造为在加热优先模式下运行，在其中 所述流量调节单元(23、23a)将缸盖侧冷却水流量(Qhd)调节为等于或小于第三上限，所述第三上限等于或小于当发动机(10)处于常规运行下时的缸盖侧冷却水流量(Qhd)，并且高于所述第一上限； 所述流量调节单元(23、23a)将缸体侧冷却水流量(Qbk)调节为等于或小于第四上限， 所述第四上限等于或小于所述第三上限；并且 所述流量调节单元(23、23a)调节冷却水的流量，以使得至少流出缸盖侧通道(12a)的冷却水流入加热热交換器(31、31a)。
2.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，从缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)流出的冷却水的温度(TWbk、TWhd)被用于发动机(10)的温度。
3.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在加热优先模式下，所述流量调节単元(23、23a)被构造为根据从缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)中的ー个流出的冷却水的温度(TWbk、Tffhd)的増大在等于或小于所述第三上限的范围内降低缸盖侧冷却水流量(Qhd)。
4.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在加热优先模式下，缸盖侧出口温度(TWhd)低于缸体侧出口温度(TWbk)，其中所述缸盖侧出口温度(TWhd)是流出缸盖侧通道(12a)的冷却水的温度，所述缸体侧出口温度(TWbk)是流出缸体侧通道(Ila)的冷却水的温度。
5.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在加热优先模式下，当发动机(10)进入在其中喷射到发动机(10)中的燃料的量需要增大以便冷却催化器的运行状态时，所述第三上限増大，其中所述催化器被连接至发动机(10)的排气通道以用于浄化发动机(10)的废气。
6.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在加热优先模式下，所述流量调节单元(23、23a)调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)的冷却水在不流入散热热交換器(24)的情况下流入加热热交換器(31)。
7.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在燃料效率优先模式下，所述流量调节单元(23、23a)被构造为根据从缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)中的ー个流出的冷却水的温度(TWbk、TWhd)的增大在所述第一上限内增大缸盖侧冷却水流量(Qhd)。
8.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在燃料效率优先模式下，缸盖侧出ロ温度(TWhd)低于缸体侧出口温度(TWbk)，其中所述缸盖侧出口温度(TWhd)是流出缸盖侦■道(12a)的冷却水的温度，所述缸体侧出口温度(TWbk)是流出缸体侧通道(Ila)的冷却水的温度。
9.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在燃料效率优先模式下，当发动机(10)进入在其中催化器需要被冷却的运行状态或在其中发动机(10)很可能导致爆震的运行状态时，第一上限増大，其中所述催化器被连接至发动机(10)的排气通道以用于净化发动机(10)的废气。
10.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，在燃料效率优先模式下，所述流量调节单元(23、23a)调节冷却水的流量，以使得流出缸体侧通道(Ila)和缸盖侧通道(12a)的冷却水在不流入加热热交換器(31、31a、31b)的情况下流入旁路通道(25)。
11.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，所述加热热交換器(31)被构造为在冷却水和吹送空气之间进行热交換，其中所述冷却水是流出缸体侧通道(Ila)的冷却水和流出缸盖侧通道(12a)的冷却水的混合物。
12.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，所述加热热交換器(31、31a、31b)包括 被构造为在吹送空气和流出缸盖侧通道(12a)的冷却水之间进行热交换的第一热交换部分(31a);以及 被构造为在流经第一热交换部分(31a)的吹送空气和流出缸体侧通道(Ila)的冷却水之间进行热交换的第二热交换部分(31b)。
13.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于 所述流量调节单元(23、23a)包括第一流量调节阀(23)，在该处流出缸体侧通道(Ila)的冷却水被划分成流向旁路通道(25)的冷却水和流向加热热交換器(31、31a、31b)的冷却水；并且 所述第一流量调节阀(23)被构造为调节向旁路通道(25)流出的冷却水的流量和向加热热交換器(31、31a、31b)流出的冷却水的流量。
14.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于 所述流量调节单元(23、23a)包括第二流量调节阀(23a)，在该处流出缸盖侧通道(12a)的冷却水被划分成流向旁路通道(25)的冷却水和流向加热热交換器(31、31a)的冷却水；并且 所述第二流量调节阀(23a)被构造为调节向旁路通道(25)流出的冷却水的流量和向加热热交換器(31、31a)流出的冷却水的流量。
15.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，所述冷却系统(I)还包括加热请求输入单元(60)，其被构造为由冷却系统(I)的使用者通过其操作作出加热吹送空气的请求，其中，所述加热请求包括通过加热请求输入单元出0)的操作来请求加热吹送空气。
16.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，所述加热请求包括外部空气温度(Tam)，其等于或低于预定基准外部空气温度。
17.如权利要求I所述的冷却系统(I)，其特征在于，所述加热请求包括空气调节目标空间中的内部空气温度，其等于或低于预定基准内部空气温度。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃机的冷却系统，其中在发动机暖机时，冷却系统中的流量调节单元在燃料效率优先模式下运行。在该模式下，缸盖侧冷却水流量(Qhd)被调节为等于或小于第一上限(≤Qhd，当发动机处于常规运行下时)；缸体侧冷却水流量(Qbk)被调节为等于或小于第二上限(≤第一上限)；流出缸体侧通道和缸盖侧通道的冷却水主要流入旁路通道。当在发动机(10)暖机的时候作出通过加热热交换器加热吹送空气的加热请求时，调节单元在加热优先模式下运行。在该模式下，Qhd被调节为等于或小于第三上限(第一上限<第三上限≤Qhd，当常规运行时)；Qbk被调节为等于或小于第四上限(≤第三上限)；至少流出缸盖侧通道的冷却水流入加热热交换器。
文档编号B60H1/04GK102650232SQ201210045869
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者内田光宣, 原光雄, 松本健雄, 西川道夫 申请人:株式会社电装