专利名称：内燃机冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及为了促进暖机而在冷却水的温度达到规定温度之前停止冷却水的循环的内燃机冷却装置。
背景技术：
作为内燃机的冷却装置，普遍知晓使冷却水在形成于缸体以及缸盖的水套流通以对上述缸体、缸盖进行冷却的水冷式的冷却装置。通常，该水冷式的冷却装置由下述部件构成泵、水套、散热器、连通水套与散热器的冷却水通路、以及调节流入散热器的冷却水的流量的温度自动调节器。然而，近年来，作为使冷却水循环的泵，能够不依赖于内燃机运转状态而变更排出能力的泵、如电动泵已实用化。例如，在专利文献I所记载的冷却装置中，采用这样的电动 泵，在内燃机启动时等，在冷却水的温度达到规定温度之前，停止电动泵的运转，停止冷却水的循环，以促进暖机。进而，在该冷却装置中，当过渡至冷却水的温度高于规定温度、已进行了某种程度的暖机的状态时，开始电动泵的运转，进行冷却水的循环。进而，当以这种方式开始冷却水的循环后，当冷却水的温度进一步上升时，温度自动调节器开阀，从而冷却水流入散热器。结果，冷却水的热量通过散热器被释放到外部，通过使该散热量与通过内燃机燃烧而被冷却水吸收的吸热量达到平衡状态而将冷却水维持在大致恒定的温度，内燃机的温度也在进行该运转的基础上被保持为适当的温度。专利文献I :日本特开2006 - 214280号公报然而，由于在温度自动调节器开始开阀的初始阶段其开度尚小，因此从水套流入散热器的冷却水的流量也较少。特别是，当在为了抑制冷却水的循环停止被解除后在内燃机冷却系统的各部位产生的热冲击(heat shock),而在经过规定期间之前将冷却水的循环量限制在规定量以下的情况下，流入散热器的冷却水的流量也被进一步限制。在此，由于散热器构成为其内部是多个独立的流水路的集合体，因此，在流入该散热器的冷却水的流量偏少的情况下会产生如下缺陷。S卩，如图7所示，流入散热器41的冷却水集中在散热器41内的各流水路42、43中的最易流动的部分而流动。即，在散热器41的内部，冷却水的流动在各流水路中并不均等，而是偏向确定的流水路42进而产生偏流。在此，在极冷状态时等散热器的温度、换言之滞留于散热器的内部的各流水路42、43的冷却水的温度极低的情况下，当产生上述的偏流时，将会在因内燃机燃烧而温度上升了的高温的冷却水所流过的部位与冷却水所滞留的部位之间产生较大的温度差，由此会在散热器41产生热应变。进而，当该热应变临时过大而作用有大的热应力、或每次内燃机启动都频繁反复产生而热疲劳加剧时，会导致散热器41的耐久性明显降低。另外，上述问题不仅限于具有上述的散热器的内燃机的冷却装置，对于具有构成为多个独立的流路的集合体的热交换器、且在冷却水的温度达到规定温度以上之前因不需要进行内燃机的冷却而停止冷却水的循环的内燃机的普通的冷却装置而言，是共性问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述以往的实际情况而完成的，其目的在于，在当冷却水的温度达到规定温度之前停止冷却水的循环的内燃机冷却装置中，抑制在冷却水的循环停止被解除、因内燃机的热而温度上升了的冷却水流入热交换器时产生热应变，从而导致散热器的耐久性降低的情况。为了实现上述目的，本发明提供一种内燃机冷却装置，上述内燃机冷却装置具备泵，该泵能够不依赖于内燃机运转状态而变更向内燃机冷却系统供给的冷却水的排出能力；热交换器，冷却水能够在该热交换器与上述内燃机冷却系统之间循环；检测部，该检测部检测冷却水的温度；以及控制部，当上述检测部所检测的冷却水温度低于规定温度时，上述控制部对上述泵进行控制而使冷却水的循环停止，上述内燃机冷却装置的特征在于，上述内燃机冷却装置还具备流路控制阀，当冷却水的温度处于在上述规定温度以上预先设定 的规定的开阀温度以上时，上述流路控制阀开阀，从而允许冷却水流入上述热交换器，在冷却水温度低于上述开阀温度时，上述控制部进行使上述泵的排出压力增大的排出量增大处理。根据该结构，在通过排出压力增大处理使泵的排出压力增大后，流路控制阀开阀而冷却水流入热交换器，因此，能够提高冷却水流入热交换器时的流速，能够缓和在热交换器的内部产生的冷却水的偏流。因此，即便热交换器被置于极低温度环境下，也能够避免因产生偏流而导致热交换器的耐久性降低。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现内燃机冷却装置具备泵，该泵能够不依赖于内燃机运转状态而变更向内燃机冷却系统供给的冷却水的排出能力；热交换器，冷却水能够在该热交换器与上述内燃机冷却系统之间循环；检测部，该检测部检测冷却水的温度；以及控制部，当上述检测部所检测的冷却水温度低于规定温度时，该控制部对上述泵进行控制而使冷却水的循环停止，上述内燃机冷却装置的特征在于，上述控制部在冷却水温度处于上述规定温度以上且冷却水流入上述热交换器之前执行使上述泵的排出压力增大的排出压力增大处理。根据该结构，通过排出压力增大处理使冷却水的排出压力增大，由此能够提高冷却水流入热交换器时的流速，能够缓和在热交换器内部产生的冷却水的偏流。结果，即便是在热交换器被置于极低温度环境下的情况下，也能够抑制因产生偏流而导致在热交换器发生热应变的情况，能够避免因产生该热应变而导致耐久性降低。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现，上述内燃机冷却装置还具备流路控制阀，在冷却水的温度处于规定的开阀温度以上时，上述流路控制阀开阀，从而允许冷却水流入上述热交换器，在上述所检测的冷却水温度低于上述开阀温度时，上述控制部执行上述排出压力增大处理。另外，虽然排出压力增大处理在冷却水流入热交换器之前执行，但具体而言，可以以利用检测部检测的冷却水温度达到流路控制阀的开阀温度而该流路控制阀开始开阀的状态为条件开始上述处理，也可以从上述冷却水温度处于上升途中但尚未达到流路控制阀的开阀温度的阶段开始上述处理。
本发明能够通过如下方式得到具体呈现在上述所检测的冷却水温度上升而达到上述规定温度后，在该冷却水温度达到高于上述规定温度的第二规定温度之前，上述控制部将上述泵的驱动方式设定成间歇地排出冷却水的间歇运转而以上述泵的排出量受到限制的低流量模式驱动上述泵，另一方面，当上述所检测的冷却水温度变为上述第二规定温度以上时，上述控制部将上述泵的驱动方式变更为连续地排出冷却水的连续运转，并且以相比上述低流量模式提高了上述泵的排出压力的高流量模式驱动上述泵。根据该结构，当从停止冷却水的循环的状态起冷却水的温度上升而达到规定温度时，泵开始运转。在该情况下，首先，泵的驱动方式被设定成间歇运转，并且以排出量被限制在低流量的低流量模式被驱动。由于像这样以泵的排出量被限制在低流量的状态进行冷却水的循环，因此能够缓和伴随在内燃机高温部附近成为高温后的冷却水大量地流入内燃机冷却系统的其他部分而产生的热冲击，并且，能够抑制内燃机高温部附近等的局部的冷却水的沸腾。并且，在该低流量模式下，泵进行间歇运转，因此能够将规定期间的泵的平均排出量设定为极低流量，能够使冷却水以适合在抑制局部的冷却水的沸腾的同时缓和成为高温后的冷却水流入低温部位时的热冲击的量流通。进而，当冷却水的温度进一步上升时，泵·的驱动方式变更为连续运转，并以相比之前的低流量模式提高了泵的排出压力的高流量模式驱动泵。结果，能够充分确保冷却水的循环量，能够以符合包括完全暖机后在内的任何时间的内燃机温度状态的形式对内燃机冷却系统进行冷却。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现上述开阀温度被设定在上述规定温度与上述第二规定温度之间，上述控制部在正利用上述低流量模式驱动上述泵时执行上述排出压力增大处理，并且，在上述排出压力增大处理开始之后，将上述间歇运转模式下的冷却水的排出停止期间设定得长，使得在上述排出压力增大处理开始前后上述泵的规定期间的冷却水的平均排出量相等。根据该结构，即便开始排出压力增大处理，泵在规定期间的平均排出量也不变化，因此，能够在该处理前后将冷却水的冷却性能保持恒定。因此，即便在存在控制冷却水的流通量以使冷却性能恒定从而抑制局部的冷却水的沸腾、热冲击的产生的要求的情况下，也能够与此对应地执行排出压力增大处理，能够缓和在热交换器内产生的冷却水的偏流。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现上述内燃机冷却装置还具备推定部，该推定部推定上述热交换器的周围温度，上述所推定的周围温度越低，上述控制部将上述排出压力增大处理的排出压力的增大量设定得越大。热交换器的周围温度越低，因偏流导致的热交换器的热应变量越增大，并且冷却水的粘度也升高，因此，偏流本身也更容易产生。根据上述结构，越是在热交换器的周围温度低、热应变的产生变得明显的情况下，越增大冷却水的排出压力、即在此为间歇运转中排出冷却水时的排出压力，因此能够以符合热交换器的温度状况的形式恰当地缓和偏流。其中，当增大排出压力的增大量的情况下，冷却水的排出停止期间也一并设定得较长，冷却水在内燃机高温部附近等滞留的时间变长，因此产生局部的冷却水的沸腾的可能性升高。然而，若像上述结构那样根据热交换器的周围温度来变更排出压力的增大量，则在热交换器的周围温度高时、即因偏流导致的热应变所造成的影响相对小时，排出压力的增大量变小，因此不会将冷却水的排出停止期间设定成过长的期间。即，根据上述结构，能够避免产生局部的冷却水的沸腾，能够抑制由于因偏流引起的热应变而导致热交换器的耐久性降低的情况。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现上述开阀温度被设定为高于上述第二规定温度的温度，上述控制部通过将上述泵的驱动状态从上述低流量模式变更为上述高流量模式来执行上述排出压力增大处理，上述流路控制阀是根据冷却水的温度而自动开闭的感温阀。根据该结构，在泵成为高流量模式而其排出压力增大后，流路控制阀开阀，冷却水流入热交换器，因此，能够提高冷却水流入该热交换器时的流速，能够缓和在热交换器的内部产生的冷却水的偏流。并且，由于流入流路控制阀而与该流量控制阀的感温部接触的单位时间的冷却水的量也增多，因此其感温性上升，能够以高的响应性使该流路控制阀开阀。结果，能够极力缩短从流路控制阀达到开阀温度起到成为全开状态为止的期间、即缩小其开度的期间，就这点而言也能够更恰当地缓和偏流的产生。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现上述内燃机冷却装置还具备推定部，该推定部推定上述热交换器的周围温度，作为上述排出压力增大处理的执行条件，上述控制部包括上述所推定的周围温度低于规定的阈值温度的情况。 根据该结构，当热交换器的周围温度在规定温度以上时，即当尽管在热交换器的内部产生偏流但随之产生的热应变的影响为能够忽略的程度时，不执行排出压力增大处理，因此能够避免伴随执行该排出压力增大处理而泵的排出压力等、泵供给冷却水的供给方式受限制的情况，能够提高该冷却水的供给方式的自由度。本发明能够通过如下方式而得到具体呈现上述内燃机冷却装置以车载内燃机作为应用对象，上述热交换器是搭载于车辆前方的散热器。在车载内燃机中，通过在对该车载内燃机进行冷却的冷却水的温度达到规定温度之前停止冷却水的循环，能够促进暖机而提前使内燃机燃烧稳定，并且能够提高热效率而降低燃料消耗率。其中，由于车载内燃机的散热器搭载于车辆前方，因此，在冷却水的循环停止期间，散热器由车辆行驶风冷却。特别是在外部气温偏低的冷天的情况下，该散热器的温度降低极大，因此，当在该散热器的内部发生冷却水的偏流的情况下所产生的热应变较大，该情况给散热器的耐久性降低造成的影响极大。对此，根据上述结构，在散热器处于极低温度环境下的情况下，仍能够缓和偏流的产生并抑制在散热器中发生热应变的情况，能够避免因该热应变而导致散热器的耐久性降低的情况。
图I是示出本发明所涉及的第一实施方式的内燃机及其冷却装置的概略结构图。图2是示出该实施方式所涉及的电动泵驱动处理的处理步骤的流程图。图3是示出该实施方式所涉及的电动泵的驱动方式的一例的时序图。图4是示出伴随(a)冷却水温度的变化的、第二实施方式所涉及的(b)电动泵的驱动方式、(C)其他实施方式所涉及的电动泵的驱动方式的一例的时序图。图5示出其他实施方式所涉及的(a)进气温度与电动泵的排出压力之间的关系的图表，(b)进气温度与电动泵的驱动方式之间的关系的图表。图6是示出其他实施方式所涉及的电动泵的驱动方式的一例的时序图。图7是示出以往的散热器的冷却水的流通方式的示意图。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，结合图I以及图2对本发明所涉及的第一实施方式进行说明。如图I所示，搭载于车辆的内燃机10的冷却装置大体由以下部件构成水套13，该水套13在缸体11以及缸盖12的内部形成于内燃机燃烧室IOa的周围；电动泵23，该电动泵23朝上述水套13排出冷却水；以及主通路24和副通路27，该主通路24和副通路27用于使上述水套13内的冷却水循环而返回至电动泵23。主通路24经由散热器21以及温度自动调节器22连接水套13与电动泵23。该散热器21构成为多个独立的流路的集合体，通过在流通于这些流路的冷却水与外部空气之间进行热交换而将冷却水的热量释放到外部。另外，散热器21搭载于车辆前方。并且，温度自动调节器22作为当与其感温部接触的冷却水的温度达到规定的温度(以下称为开阀温度TZ)以上时自动开阀的流路切换阀即感温阀而发挥功能。通过该温度自动调节器22开阀，主通路24与散热器21成为连通状态， 从该主通路24向散热器21流入冷却水。另一方面，副通路27经由热力设备系统14以及温度自动调节器22连接水套13与电动泵23。该热力设备系统14包括暖气风箱、节流阀体的加热通路、EGR冷却器之类的利用冷却水的热量的各种设备，并与水套13 —起构成内燃机冷却系统。该副通路27不受温度自动调节器22的开闭状态的影响而始终处于与电动泵23连通的连通状态。因而，当温度自动调节器22处于闭阀状态时，从电动泵23向水套13排出的冷却水流过包括热力设备系统14的副通路27并返回至电动泵23，再次向水套13排出。另一方面，冷却水不会经过主通路24流入散热器21。与此相对，当温度自动调节器22处于开阀状态时，从电动泵23向水套13排出的冷却水，与之前相同，在从副通路27返回至电动泵23后，再次排出至水套13。此外，冷却水从水套13流经包括散热器21的主通路24而返回至电动泵23，再次向水套13排出。对于电动泵23，通过与马达的输出轴(图示略)连结的叶轮旋转吸引冷却水或排出冷却水。随着马达的旋转速度的升高，该电动泵23的排出压力(以下称为排出压力FV)增大。电动泵23 (准确地说是其马达)与控制装置91连接，通过该控制装置91来控制电动泵23的驱动方式。例如，控制装置91通过变更从其驱动器电路向电动泵23输出的旋转脉冲信号而改变马达的旋转速度、即电动泵23的排出压力FV。并且，作为电动泵23的驱动方式，控制装置91可以选择连续地排出冷却水的连续运转与间歇地排出冷却水的间歇运转。在选择连续运转的情况下，通过变更电动泵23的排出压力FV来调节冷却水的循环量。另一方面，当选择间歇运转的情况下，除了排出压力FV的变更之外，还通过变更排出冷却水的期间亦即驱动期间TPA与停止冷却水的排出的期间亦即停止期间TPB之比来调节冷却水的循环量。并且，在控制装置91连接有安装于水套13的出口附近而对冷却水的温度(以下称为冷却水温度THW)进行检测的水温传感器92、安装于内燃机10的进气通路(图示略)而对进气的温度(以下称为进气温度GTA)进行检测的进气温度传感器93等各种传感器。控制装置91根据这些传感器的检测值来控制电动泵23的驱动方式。另外，进气温度GTA与散热器21的周围温度具有关联性地变化，因此，该进气温度GTA作为周围温度的代替值而被用于推定周围温度。其次，对该控制装置91驱动电动泵23的驱动方式进行说明。在冷启动时等内燃机10的温度低时，控制装置91不驱动电动泵23而使冷却水的循环停止，由此来促进内燃机10的暖机，并且将内燃机燃烧室IOa的壁面温度维持在高温以减少热损失，进而实现燃料利用率的提高。进而，在已进行了某种程度的内燃机10的暖机后，控制装置91驱动电动泵23而开始冷却水的循环，以免内燃机燃烧室IOa的周围等局部的冷却水沸腾。但是，在此，如果不降低电动泵23的排出压力FV而将冷却水的循环量限制在某种程度的量，则在水套13中滞留于内燃机燃烧室IOa的附近的高温的冷却水会经过副通路27流入低温的热力设备系统14，担心对热力设备系统14中所含的低温的各种设备造成热冲击。并且，另一方面，内燃机燃烧室IOa的壁面温度急剧降低，因此热损失增大，导致燃料利用率恶化。因此，在解除冷却水的循环停止时，控制装置91首先选择间歇运转并且以低排出压力FV (以下称为低排出压力FVl)驱动电动泵23，由此来限制冷却水的循环量而使之成为低流量(低流量模式)。
在此，当电动泵23处于低流量模式时，当温度自动调节器22开阀而以低排出压力FVl循环的冷却水流入散热器21时，该冷却水的流动在散热器21的各流水路中并不均衡而偏向确定的流水路，从而产生偏流。进而，当在极冷天气时等在散热器21产生这种偏流时，将作用有过大的热应力或导致热疲劳加剧，因此会导致散热器21的耐久性明显降低，对此在前文中已然描述。因此，在本实施方式中，当散热器21的周围温度为低温而在其内部产生偏流时有可能在该散热器21中产生无法忽视的大小的热应变的情况下，通过控制装置91进行提高电动泵23的排出压力FV的排出压力增大处理。以下，结合图2的流程图对包括该排出压力增大处理在内的电动泵23的所有驱动处理进行说明。另外，该图2所示的一系列的处理由控制装置91从内燃机启动时开始按照规定的计算周期而反复执行。首先，控制装置91判断内燃机10是否处于低温状态(步骤S110)。具体地说，判断冷却水温度THW是否低于第一规定温度TXl。该第一规定温度TXl作为用于通过与冷却水温度THW进行比较来判断是否存在内燃机燃烧室IOa的附近等的局部的冷却水产生沸腾的可能性的值，预先通过试验等设定。当判断为冷却水温度THW低于第一规定温度TXl的情况下、即判断为内燃机10处于低温状态的情况下(步骤SllO :是)，控制装置91停止电动泵23的驱动(步骤S120)。结果，冷却水的循环被停止，内燃机10的暖机得以促进。另一方面，当判断为冷却水温度THW在第一规定温度TXl以上的情况下、即判断为内燃机并非低温状态的情况下(步骤SllO :否)，控制装置91开始冷却水的循环。首先，控制装置91判断冷却水温度THW是否在温度自动调节器22的开阀温度TZ以上(步骤S130)。当冷却水温度THW低于开阀温度TZ的情况下(步骤S130 :否)，温度自动调节器22处于闭阀状态，冷却水不会经由主通路24流入散热器21，因此不必担心在散热器21内产生冷却水的偏流。因此，控制装置91选择低流量模式，将电动泵23的排出压力FV设定为上述的低排出压力FV1，并且，以使冷却水以适合抑制在局部产生冷却水的沸腾、同时避免产生上述的热冲击并避免热损失增大的量循环的方式，分别设定电动泵23的驱动期间TPA以及停止期间TPB (步骤S170)。另一方面，当判断为冷却水温度THW在开阀温度TZ以上的情况下(步骤S130 :是)，判断内燃机10是否处于暖机结束后的状态(步骤S140)。具体地说，判断冷却水温度THW是否低于第二规定温度TX2。该第二规定温度TX2是用于通过与冷却水温度THW进行比较来判断内燃机10的暖机是否已结束的值，预先通过试验等设定。当判断为冷却水温度THW在第二规定温度TX2以上的情况下、即判断为内燃机10的暖机已结束的情况下(步骤S140 :是)，控制装置91使电动泵23进行通常运转(步骤S150)。S卩，控制装置91基于例如冷却水温度THW、内燃机负载、内燃机旋转速度之类的表示内燃机运转状态的参数控制电动泵23。另一方面，当判断为冷却水温度THW低于第二规定温度TX2的情况下、即判断为内燃机10的暖机尚未结束的情况下(步骤S140 :否)，控制装置91判断散热器21的周围温度是否为低温(步骤S160)。具体地说，判断进气温度GTA是否低于规定的阈值温度α。该阈 值温度α是通过与进气温度GTA进行比较来判断散热器21的温度是否为低温、是否为当在其内部产生偏流时与此相伴的热应变所造成的负面影响无法忽视的温度的值，预先通过试验等设定。当控制装置91判断为进气温度GTA低于阈值温度α的情况下、即判断为散热器21的周围温度为低温的情况下(步骤S160 :是)，控制装置91将排出压力FV设定为压力高于上述的低排出压力FVl的高排出压力FV2 (步骤S180)。高排出压力FV2预先通过试验等设定，是能够充分缓和在散热器21的内部产生的偏流的压力。此外，在此控制装置91将电动泵23的驱动期间TPA变更为短时间、另一方面将停止期间TPB变更为长时间，以使排出压力增大控制执行前后的规定期间的平均排出流量相等。另一方面，当判断为进气温度GTA在阈值温度α以上的情况下(步骤S160 :否)，控制装置91选择低流量模式(步骤S170)。当以这种方式在步骤S150、S170、S180中设定了电动泵23的驱动方式后，控制装置91暂时结束该处理。图3中，针对进行上述的泵驱动处理的情况、示出(a)温度自动调节器22的状态、(b)冷却水温度THW、(c)电动泵23的排出压力FV各自的变化。另外，(c)中以虚线示出进气温度GTA在阈值温度α以上的情况下的电动泵23的驱动方式。例如在如从内燃机启动时起刚经过短时间时那样、冷却水温度THW在第一规定温度TXl以下的期间(时刻to tl)中，电动泵23未被驱动，冷却水的循环维持停止状态。其次，当冷却水温度THW上升而达到第一规定温度TXl时，开始电动泵23的驱动(时刻tl)。此时，控制装置91将电动泵23的排出压力FV设定为低排出压力FV1。进而，将驱动期间TPA、停止期间TPB分别设定为规定值TP1、TP2。另外，在冷却水温度THW达到开阀温度TZ之前的期间，温度自动调节器22处于闭阀状态。进而，在当冷却水温度THW进一步上升而达到温度自动调节器22的开阀温度TZ时进气温度GTA低于阈值温度α的情况下，控制装置91将电动泵23的排出压力FV设定为高排出压力FV2。此外，将驱动期间ΤΡΑ、停止期间TPB分别设定为规定值ΤΡ3、ΤΡ4(时刻t2)，使得在以这种方式增大排出压力FV的前后满足上述的平均排出量的关系。并且，在冷却水温度THW达到开阀温度TZ以后，伴随冷却水温度THW的上升而温度自动调节器22的开度逐渐增大。当这样冷却水温度THW上升而达到第二规定温度TX2时，电动泵23被变更为连续运转，并且如上所述过渡至基于内燃机运转状态进行控制的通常的状态(时刻t3以后)。另一方面，在当冷却水温度THW达到温度自动调节器22的开阀温度TZ但进气温度GTA在阈值温度α以上的情况下，如图3的(c)中以虚线所示那样，控制装置91在时刻t2 t3的期间中也与在时刻tl t2的期间同样将电动泵23的驱动状态维持在低流量模式。根据以上说明了的本实施方式，能够起到以下所记载的作用效果。(I)当冷却水温度THW达到开阀温度TZ时，使电动泵23的排出压力FV从低排出压力FVl增大到高排出压力FV2，以提高冷却水流入散热器21时的流速，因此能够缓和在散热器21的内部产生的冷却水的偏流。因而，即便在散热器21被置于极低温度环境下的情况下，也能够抑制因产生偏流而导致在散热器21产生热应变的情况，能够抑制因该热应变而导致散热器21的耐久性降低的情况。(2)当冷却水温度THW达到第一规定温度TXl时，电动泵23被设定为间歇运转， 并且过渡至低流量模式。因此，能够抑制内燃机燃烧室IOa的附近等的局部的冷却水的沸腾，并且能够抑制伴随高温的冷却水大量流入热力设备系统14而产生的热冲击、伴随内燃机燃烧室IOa的壁面温度急剧降低而产生的热损失的增大。(3)即便开始排出压力增大处理，电动泵23的规定期间的平均排出量也不变化，因此，能够在该处理的前后将借助冷却水进行冷却的冷却性能保持恒定。因此，即便在为了分别抑制局部的冷却水的沸腾、热冲击的产生、伴随内燃机燃烧室IOa的壁面温度降低而导致的热损失的增大，而要求控制冷却水的循环量以使其冷却性能恒定的情况下，也能够与此对应地进行排出压力增大处理。(4)当进气温度GTA在阈值温度α以上时、即尽管在散热器21的内部产生偏流但伴随该偏流的热应变的负面影响为能够忽视的程度时，不执行排出量增大处理，因此，能够避免伴随排出量增大处理的执行而电动泵23的排出压力FV等冷却水的供给方式受到限制的情况，能够提高该冷却水的供给方式的自由度。(5)在冷却水温度THW达到第一规定温度TXl之前，停止该冷却水的循环，由此能够促进暖机而使内燃机燃烧快速稳定，并且能够提高热效率而降低燃料消耗率。但是，由于散热器21被搭载于车辆前方，因此，在冷却水的循环停止的期间，散热器由车辆行驶风冷却。特别是在外部空气温度低的冷天时，该散热器21的温度降低极大，因此当在其内部发生冷却水的偏流的情况下所产生的热应变较大，该情况给散热器21的耐久性降低造成的影响极大。对于该点，根据本实施方式，即便在散热器21被置于极低温度环境下的情况下，也能够缓和偏流的产生而抑制在散热器21发生热应变的情况，能够避免因该热应变而导致散热器21的耐久性降低的情况。(第二实施方式)对于本发明的第二实施方式，结合图4的(a)与图4的(b)围绕与第一实施方式之间的不同点进行说明。另外，对与第一实施方式相同的结构标注相同的标号并省略详细的说明。在本实施方式所涉及的冷却装置的电动泵驱动处理中，在冷却水温度THW达到第一规定温度TXl之前，控制装置91停止电动泵23的驱动。进而，在冷却水温度THW达到第一规定温度TXl后，在该冷却水温度THW达到开阀温度TZ之前，控制装置91以低流量模式驱动电动泵23。进而，在当冷却水温度THW达到开阀温度TZ时进气温度GTA低于阈值温度α的情况下，电动泵23被变更为连续运转，并且将该电动泵23的排出压力FV设定成高排出压力FV2 (高流量模式)，该高排出压力FV2设定成高于低排出压力FVl的压力。图4中，针对执行本实施方式的电动泵驱动处理的情况，示出(a)冷却水温度THW、(b)电动泵23的排出压力FV各自的变化。如图4的(b)所示，冷却水温度THW达到第一规定温度TXl之前的电动泵23的驱动方式与第一实施方式相同(时刻to 时刻tl)。在当冷却水温度THW上升而达到开阀温度TZ时进气温度GTA低于阈值温度α的情况下，如图4的(b)中以实线所示那样，控制装置91执行将电动泵23的排出压力FV设定为高排出压力FV2的排出压力增大处理(时刻t2)。进而，当冷却水温度THW达到第二规定温度TX2时，电动泵23过渡至通常运转(时刻t3)。根据以上说明了的本实施方式，除了之前的(I)、(2)、(4)、(5)中记载的作用效果 之外，还能够起到以下记载的作用效果。(6)当冷却水温度THW达到开阀温度TZ时，电动泵23的排出压力FV被设定为高排出压力FV2，并且，作为电动泵23的驱动方式选择连续运转。因此，能够充分确保冷却水的循环量，能够以符合包括完全暖机后在内的任何时间的内燃机温度状态的形式冷却内燃机冷却系统。另外，以上说明了的实施方式能够按照以下述方式对上述实施方式进行了适当变更后的方式实施。并且，如果可能的话，上述实施方式以及变形例亦可适当组合而实施。 如图4的(b)中以双点划线所示那样，在第二实施方式中说明了的排出压力增大处理中，亦可将电动泵23的排出压力FV设定为高于低排出压力FVl且低于高排出压力FV2的值。或者亦可设定为高于高排出压力FV2的值。即，在排出压力增大处理中，电动泵23的排出压力FV只要设定为比在低流量模式中设定的低排出压力FVl高的值即可。在本实施方式中能够起到基于上述作用效果的效果。 如图4的(b)中以单点划线所示那样，当开始排出压力增大控制时，亦可逐渐提高电动泵23的排出压力FV。根据本实施方式，当开始排出压力增大处理时，能够抑制伴随在内燃机燃烧室IOa的附近变为高温的冷却水大量流入热力设备系统14的各设备而导致对上述设备产生热冲击的情况。 如图4的(C)所示，亦可以冷却水温度THW达到第一规定温度TXl的情况为条件将电动泵23的排出压力FV设定为高排出压力FV2。此时，优选为驱动期间TPA、停止期间TPB分别设定为上述的各值TP3、TP4。根据该变形例，在电动泵23的排出压力FV变为高排出压力FV2后，温度自动调节器22开阀，冷却水流入散热器21，因此能够提高流入散热器21的冷却水的流速。因此，能够更为适宜地抑制在散热器21的内部产生偏流的情况。·进行排出压力增大处理时的电动泵23的排出压力FV被设定成预先设定的高排出压力FV2，但亦可如图5的(a)所示那样设定为进气温度GTA越低则电动泵23的排出压力FV越高、换言之排出压力FV的增大量AFV越大。进气温度GTA越低、即散热器21的周围温度越低，因偏流而导致的散热器21的热应变量增大，并且冷却水的粘度也变高，因此偏流本身也更容易产生。根据该变形例，越是在散热器21的周围温度低、热应变的产生变得明显的情况下，越提高间歇运转的电动泵23的排出压力FV，因此能够以与散热器21的周围的温度状况相应的形式恰当地缓和偏流。 并且，在该变形例中，如图5的(b)所示，期望设定为进气温度GTA越低、即电动泵23的排出压力FV越高，则驱动期间TPA越短、且停止期间TPB越长，由此使得在排出压力增大控制的执行前后电动泵23的规定期间的平均排出流量相等。根据该变形例，能够起到基于上述(3)的作用效果。此外，在该变更例中，在使排出压力FV的增大量AFV增大的情况下，停止期间TPB也一并设定得更长，冷却水在内燃机高温部附近等滞留的时间变长，因此，产生局部的冷却水的沸腾的可能性升高。然而，若为了避免产生该问题而基于进气温度GTA、即散热器21的周围温度变更排出压力FV的增大量AFV，则当散热器21的周围温度高时、即因偏流而导致的热应变所造成的影响相对小时，排出压力FV的增大量AFV变小，因此不会将停止期间TPB设定成过长的期间。即，能够避免产生局部的冷却水的沸腾，且能够抑制由于因偏流引起的热应变而导致热交换器的耐久性降低。·以在排出压力增大处理的开始前后电动泵23的规定期间的冷却水的平均排出量相等的方式设定驱动期间TPA以及停止期间TPB。但并不局限于此，亦可分别地设定驱动 期间TPA与停止期间TPB。在该变形例中，也能够起到基于上述(I)、(2)、(4) (6)的作用效果。·如图6所示，亦可形成为当判断为内燃机10的暖机已结束的情况下(步骤S140 :是)，控制装置91不进行对进气温度GTA的判断(图2 :步骤S160)，而始终将排出压力FV设定为高于上述的低排出压力FVl的高排出压力FV2(步骤S180)。即，在上述各实施方式中，以散热器21的周围温度处于低温的情况作为排出压力增大处理的执行条件，但亦可无论进气温度GTA如何均执行该排出压力增大处理。在该变形例中，也能够起到基于上述
(I) (3)、(5)的作用效果。 开始排出压力增大处理的冷却水温度THW温度亦可是低于自动调节器22的开阀温度TZ的温度。根据该变形例，在电动泵23的排出压力增大后，温度自动调节器22开阀，冷却水流入散热器21，因此能够提高冷却水流入散热器21时的流速，能够缓和散热器21的内部的冷却水的偏流。并且，由于与温度自动调节器22的感温部接触的冷却水的量也变多，因此能够使温度自动调节器22以高响应性开阀。结果，能够缩短从冷却水温度THW达到开阀温度TZ到温度自动调节器22成为全开状态为止的期间、即温度自动调节器22处于开度被缩小的状态的期间，因此能够更为适宜地抑制散热器21的偏流的产生。·当冷却水温度THW达到第一规定温度TXl以上时以低流量模式驱动电动泵23，但亦可形成为在冷却水温度THW达到开阀温度TZ之前，停止电动泵23的驱动。根据本实施方式，能够极力延长停止电动泵23的驱动的期间，因此能够促进内燃机10的暖机而提高燃料利用率。·在上述实施方式中，作为内燃机冷却装置，例示出散热器被搭载于车辆前方的车载内燃机的冷却装置，但本发明的内燃机冷却装置并不局限于此。即，作为成为冷却装置的应用对象的内燃机，虽然能够如上所述列举出上述内燃机作为代表例，但并不局限于此，通常还包括例如电动机、发电机、甚至对它们进行控制的变频器等的控制设备等在冷却水的温度达到规定温度以上之前不需要进行冷却而停止冷却水的循环的内燃机。并且，对于热交换器，还可具体化为搭载于车辆前方的散热器以外的散热器、例如热力设备系统14中所含的暖气风箱、同样包含于热力设备系统14的EGR冷却器等的吸热器。
标号说明10…内燃机，IOa…内燃机燃烧室，1L···缸体，12…缸盖，13…水套，14…热力设备
系统，21…散热器，22…温度自动调节器 ，23…电动泵，24…主通路，27…副通路，91···控制装置(控制部)，92…水温传感器(检测部)，93…进气温度传感器。
权利要求
1.一种内燃机冷却装置， 上述内燃机冷却装置具备泵，该泵能够不依赖于内燃机运转状态而变更向内燃机冷却系统供给的冷却水的排出能力；热交换器，冷却水能够在该热交换器与上述内燃机冷却系统之间循环；检测部，该检测部检测冷却水的温度；以及控制部，当上述检测部所检测的冷却水温度低于规定温度时，上述控制部对上述泵进行控制而使冷却水的循环停止， 上述内燃机冷却装置的特征在于， 上述内燃机冷却装置还具备流路控制阀，当冷却水的温度处于在上述规定温度以上预先设定的规定的开阀温度以上时，上述流路控制阀开阀，从而允许冷却水流入上述热交换器， 在冷却水温度低于上述开阀温度时，上述控制部进行使上述泵的排出压力增大的排出量增大处理。
2.一种内燃机冷却装置， 上述内燃机冷却装置具备泵，该泵能够不依赖于内燃机运转状态而变更向内燃机冷却系统供给的冷却水的排出能力；热交换器，冷却水能够在该热交换器与上述内燃机冷却系统之间循环；检测部，该检测部检测冷却水的温度；以及控制部，当上述检测部所检测的冷却水温度低于规定温度时，该控制部对上述泵进行控制而使冷却水的循环停止， 上述内燃机冷却装置的特征在于， 上述控制部在冷却水温度处于上述规定温度以上且冷却水流入上述热交换器之前执行使上述泵的排出压力增大的排出压力增大处理。
3.根据权利要求2所述的内燃机冷却装置，其中， 上述内燃机冷却装置还具备流路控制阀，在冷却水的温度处于规定的开阀温度以上时，上述流路控制阀开阀，从而允许冷却水流入上述热交换器， 在上述所检测的冷却水温度低于上述开阀温度时，上述控制部执行上述排出压力增大处理。
4.根据权利要求I或3所述的内燃机冷却装置，其中， 在上述所检测的冷却水温度上升而达到上述规定温度后，在该冷却水温度达到高于上述规定温度的第二规定温度之前，上述控制部将上述泵的驱动方式设定成间歇地排出冷却水的间歇运转而以上述泵的排出量受到限制的低流量模式驱动上述泵，另一方面，当上述所检测的冷却水温度变为上述第二规定温度以上时，上述控制部将上述泵的驱动方式变更为连续地排出冷却水的连续运转，并且以相比上述低流量模式提高了上述泵的排出压力的高流量模式驱动上述泵。
5.根据权利要求4所述的内燃机冷却装置，其中， 上述开阀温度被设定在上述规定温度与上述第二规定温度之间， 上述控制部在正利用上述低流量模式驱动上述泵时执行上述排出压力增大处理，并且，在上述排出压力增大处理开始之后，将上述间歇运转模式下的冷却水的排出停止期间设定得长，使得在上述排出压力增大处理开始前后上述泵的规定期间的冷却水的平均排出量相等。
6.根据权利要求广5中任意一项所述的内燃机冷却装置，其中， 上述内燃机冷却装置还具备推定部，该推定部推定上述热交换器的周围温度，上述所推定的周围温度越低，上述控制部将上述排出压力增大处理的排出压力的增大量设定得越大。
7.根据权利要求4所述的内燃机冷却装置，其中， 上述开阀温度被设定为高于上述第二规定温度的温度， 上述控制部通过将上述泵的驱动状态从上述低流量模式变更为上述高流量模式来执行上述排出压力增大处理， 上述流路控制阀是根据冷却水的温度而自动开闭的感温阀。
8.根据权利要求广7中任意一项所述的内燃机冷却装置，其中， 上述内燃机冷却装置还具备推定部，该推定部推定上述热交换器的周围温度， 作为上述排出压力增大处理的执行条件，上述控制部包括上述所推定的周围温度低于规定的阈值温度的情况。
9.根据权利要求广8中任意一项所述的内燃机冷却装置，其特征在于， 上述内燃机冷却装置以车载内燃机作为应用对象， 上述热交换器是搭载于车辆前方的散热器。
全文摘要
在直到冷却水的温度达到规定温度之前停止该冷却水的循环的内燃机冷却装置中，能够抑制因由于冷却水的循环停止被解除而冷却水流入热交换器时产生的热应变导致的散热器的耐久性降低。内燃机(10)具有电动泵(23)、检测冷却水温度(THW)的水温传感器(92)、能使冷却水在与内燃机冷却系统(13)间循环的散热器(21)；当冷却水温度(THW)在开阀温度(TZ)以上时开阀而使冷却水流入散热器(21)的温度自动调节器(22)。电子控制装置(91)在使温度自动调节器(22)开阀而冷却水流入散热器(21)之前增大利用电动泵(23)排出冷却水的排出压力。
文档编号F01P7/16GK102791987SQ20108006347
公开日2012年11月21日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者竹内信峰, 荒木夕加里 申请人:丰田自动车株式会社