本发明涉及内燃机的冷却装置。
背景技术
已知有一种使由泵排出的冷却水在内燃机以及热交换器循环而对内燃机进行冷却的内燃机的冷却装置。尤其是，由于伴随着内燃机的大型化而用于冷却所需的冷却水的流量增大，所以研究了增大泵的输出。然而，为了增大泵的输出而需要使泵大型化，但难以在内燃机主体周围确保用于搭载体积大的泵的大的集中的空间。因此，已知有如下技术：为了以不增大每一个泵的体积的方式使流量增大，将两个泵并联连结(日本特开2016-79819)。
技术实现要素：
已知：内燃机的冷却装置具备相对于冷却水经由泵以及内燃机的循环水路而并联地设置的热交换器。在上述那样的冷却装置中，在冷却水在循环水路以及热交换器流通时，冷却水比较容易流动，在冷却水仅在循环水路流通时，冷却水比较难以流动。例如，在冷却水比较容易流动时，即使从泵排出的冷却水的水压低，也能够确保足够的流量。因此，在该情况下，通过将泵并联连结，从而能够使泵的容积增加，能够使流量增加。
另一方面，在冷却水比较难以流动时，若从泵排出的冷却水的水压低，则无法确保足够的流量。在如上述那样将泵并联连结了的情况下，上述的泵整体能够输出的水压与一方的泵能够输出的水压相等。结果，无法提高从泵整体排出的冷却水的水压。因此，在冷却水难以向冷却装置流动的情况下，即使将泵并联连结，也无法确保足够的流量。
因此，难以以不增大每一个泵的体积的方式从泵供给足够的量的冷却水。
本发明提供一种能够以不增大每一个泵的体积的方式从泵供给足够的量的冷却水的冷却装置。
本发明的技术方案的内燃机的冷却装置具备：泵部，该泵部压送所述内燃机的冷却水；以及循环水路，该循环水路包括内燃机的内燃机水路，所述循环水路构成为将泵部与所述内燃机水路连结，以使得从所述泵部压送来的冷却水通过所述内燃机水路而再次返回到泵部。所述内燃机的冷却装置具备：热交换器，该热交换器构成为与冷却水进行热交换；以及热交换水路，该热交换水路配置有所述热交换器，并相对于所述循环水路的至少一部分并联地设置。所述内燃机的冷却装置具备：水路切换装置，该水路切换装置对冷却水在所述热交换水路流通的状态和冷却水不在所述热交换水路流通的状态进行切换；以及控制装置，该控制装置进行所述泵部的控制。
所述泵部包括第1泵、第2泵以及泵切换装置，所述泵切换装置对将第1泵与第2泵并联连结的状态和将第1泵与第2泵串联连结的状态进行切换。所述控制装置构成为，当所述水路切换装置被切换为冷却水在所述热交换水路流通的状态而冷却水在所述循环水路以及所述热交换水路流通时，对所述泵切换装置进行控制以将所述第1泵与所述第2泵并联连结。另一方面，所述控制装置构成为，当所述水路切换装置被切换为冷却水不在所述热交换水路流通的状态而冷却水仅在所述循环水路流通时，对泵切换装置进行控制以将第1泵与第2泵串联连结。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述水路切换装置是恒温器，所述恒温器设置于所述热交换水路，并根据冷却水的水温对开阀状态和闭阀状态进行切换。也可以是，所述恒温器也可以构成为，在所述恒温器为开阀状态时冷却水在所述热交换水路流通，所述恒温器也可以构成为，在所述恒温器为闭阀状态时停止冷却水向所述热交换水路的流通。
在本发明的技术方案中，也可以是，在所述水路切换装置被切换为冷却水在所述热交换水路流通的状态时，通过所述泵切换装置将所述第1泵以及所述第2泵并联连结而所述泵部能够输出的最大流量，比通过所述泵切换装置将所述第1泵以及所述第2泵串联连结而所述泵部能够输出的最大流量多。也可以是，在所述水路切换装置被切换为冷却水不在所述热交换水路流通的状态时，通过所述泵切换装置将所述第1泵以及所述第2泵并联连结而所述泵部能够输出的最大流量，比通过所述泵切换装置将所述第1泵以及所述第2泵串联连结而所述泵部能够输出的最大流量少。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述循环水路以及所述热交换水路构成为，在所述水路切换装置被切换为冷却水在所述热交换水路流通的状态时，所述冷却水的路径的流路阻力成为基准流路阻力以下，在所述水路切换装置被切换为冷却水不在所述热交换水路流通的状态时，所述冷却水的路径的流路阻力比所述基准流路阻力大。也可以是，在将表示所述冷却水的路径的流路阻力为任意值时的流量与水压的关系的曲线设为阻力曲线时，所述基准流路阻力为所述阻力曲线通过并联特性曲线和串联特性曲线的交点时的流路阻力。也可以是，所述并联特性曲线是表示在将所述第1泵以及所述第2泵并联连结的状态下所述泵部能够输出的最大流量与最大水压的关系的曲线。也可以是，所述串联特性曲线是表示在将所述第1泵以及所述第2泵串联连结的状态下所述泵部能够输出的最大流量与最大水压的关系的曲线。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述控制装置构成为，在对所述泵部的要求流量比预先设定的流量少时，不论所述水路切换装置的状态如何均对所述泵切换装置进行控制以将所述第1泵与所述第2泵并联连结，并且仅对所述第1泵和所述第2泵中的任一方进行驱动。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述热交换器包括第1热交换器和第2热交换器。也可以是，所述热交换水路包括第1热交换水路和第2热交换水路，所述第1热交换水路配置有所述第1热交换器且相对于所述循环水路的至少一部分并联地设置，所述第2热交换水路配置有所述第2热交换器且相对于所述循环水路的至少一部分并联地设置。也可以是，所述水路切换装置包括第1水路切换装置和第2水路切换装置，所述第1水路切换装置对冷却水在所述第1热交换水路流通的状态和冷却水不在所述第1热交换水路流通的状态进行切换，所述第2水路切换装置对冷却水在所述第2热交换水路流通的状态和冷却水不在所述第2热交换水路流通的状态进行切换。也可以是，所述水路切换装置被切换为冷却水在所述热交换水路流通的状态时，是所述第1水路切换装置被切换为冷却水在所述第1热交换水路流通的状态且所述第2水路切换装置被切换为冷却水在所述第2热交换水路流通的状态。也可以是，所述水路切换装置被切换为冷却水不在所述热交换水路流通的状态时，是所述第1水路切换装置被切换为冷却水不在所述第1热交换水路流通的状态且所述第2水路切换装置被切换为冷却水不在所述第2热交换水路流通的状态。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述控制装置构成为，在所述第1水路切换装置以及所述第2水路切换装置被切换为冷却水在所述第1热交换水路以及所述第2热交换水路中的任一方流通的状态时，将仅通过将所述第1泵以及所述第2泵并联连结而能够输出的流量以及水压的区域作为第1区域而进行存储。也可以是，所述控制装置构成为，在所述第1水路切换装置以及所述第2水路切换装置被切换为冷却水在所述第1热交换水路以及所述第2热交换水路中的任一方流通的状态时，将仅通过将所述第1泵以及所述第2泵串联连结而能够输出的流量以及水压的区域作为第2区域而进行存储。也可以是，所述控制装置构成为，算出对所述泵部的要求流量、和由所述要求流量、所述第1水路切换装置的状态以及所述第2水路切换装置的状态决定的对所述泵部的要求水压。也可以是，所述控制装置构成为，在所述要求流量以及所述要求水压包含于所述第1区域的情况下，对所述泵切换装置进行控制以将所述第1泵与所述第2泵并联连结。也可以是，所述控制装置构成为，在所述要求流量以及所述要求水压包含于所述第2区域的情况下，对所述泵切换装置进行控制以将所述第1泵与所述第2泵串联连结。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述泵部包括压送冷却水的第1泵、压送冷却水的第2泵、供冷却水流入的入口水路、供冷却水流出的出口水路、配置有所述第1泵的第1水路、配置有所述第2泵的第2水路、泵间水路以及止回阀。也可以是，所述第1水路以及所述第2水路在分支点与所述入口水路连通，且互相并联地设置，并在合流点与所述出口水路连通。也可以是，所述泵间水路将所述第1水路中的所述第1泵的冷却水排出侧的水路与所述第2水路中的所述第2泵的冷却水吸入侧的水路连通。也可以是，所述止回阀在所述第2水路与所述泵间水路的连接部、与所述分支点之间配置于所述第2水路。也可以是，所述泵切换装置是设置于所述第1水路与所述泵间水路的连接部的三通阀。也可以是，所述三通阀构成为对第1切换位置和第2切换位置选择性地进行切换，所述第1切换位置是使在所述第1水路流动来的冷却水不流入所述泵间水路而是直接向所述第1水路流通的切换位置，所述第2切换位置是使在所述第1水路流动来的冷却水不直接向所述第1水路流通而是流入所述泵间水路的切换位置。也可以是，所述控制装置构成为，在将所述第1泵以及所述第2泵并联连结时，将所述三通阀切换为所述第1切换位置，在将所述第1泵以及所述第2泵串联连结时，将所述三通阀切换为所述第2切换位置。
在本发明的技术方案中，也可以是，所述泵部包括压送冷却水的第1泵、压送冷却水的第2泵、供冷却水流入的入口水路、供冷却水流出的出口水路、配置有所述第1泵的第1水路、配置有所述第2泵的第2水路、泵间水路、第1止回阀、第2止回阀以及泵切换装置。也可以是，所述第1水路以及所述第2水路在分支点与所述入口水路连通，且互相并联地设置，并在所述第1水路以及所述第2水路的合流点与所述出口水路连通。也可以是，所述泵间水路将所述第1水路中的所述第1泵的冷却水排出侧的水路与所述第2水路中的所述第2泵的冷却水吸入侧的水路连通。也可以是，所述第1止回阀在所述第2水路与所述泵间水路的连接部、与所述分支点之间配置于所述第2水路。也可以是，所述第2止回阀在所述第1水路与所述泵间水路的连接部、与所述合流点之间配置于所述第1水路。也可以是，所述泵切换装置配置于所述泵间水路。也可以是，所述第1泵在所述第1水路与所述泵间水路之间的连接部、与所述分支点之间配置于所述第1水路。也可以是，所述第2泵在所述第2水路与所述泵间水路之间的连接部、与所述合流点之间配置于所述第2水路。也可以是，所述泵切换装置是设置于所述泵间水路的开闭阀。也可以是，所述开闭阀构成为，对关闭所述泵间水路的第1切换位置和打开所述泵间水路的第2切换位置选择性地进行切换。也可以是，所述控制装置构成为，在将所述第1泵以及所述第2泵并联连结时，将所述开闭阀设为所述第1切换位置，在将所述第1泵以及所述第2泵串联连结时，将所述开闭阀设为所述第2切换位置。
根据本发明的技术方案，能够以不增大每一个泵的体积的方式从泵供给足够的量的冷却水。
附图说明
以下将参照附图来说明本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业重要性，其中同样的附图标记表示同样的部件，并且附图中：
图1是示出本发明的第1实施例的内燃机的冷却装置的概略图。
图2是表示泵排出的冷却水的水压与流量的关系的阻力曲线的图表。
图3是示出单个泵的特性曲线、与阻力曲线的关系的图表。
图4a是示出将泵并联连结的情况的概略图。
图4b是示出将泵并联连结了的情况下的特性曲线、与阻力曲线的关系的图表。
图5a是示出将泵串联连结的情况的概略图。
图5b是示出将泵串联连结了的情况下的特性曲线、与阻力曲线的关系的图表。
图6是示出在本发明的第1实施例中、冷却水在散热器以及旁通水路流通的情况下的内燃机的冷却装置的状态的概略图。
图7是示出在本发明的第1实施例中、冷却水仅在旁通水路流通的情况下的内燃机的冷却装置的状态的概略图。
图8是示出与流路阻力的变化相应的、泵的连结方法的变化的图表。
图9是示出本发明的第2实施例的内燃机的冷却装置的概略图。
图10是示出本发明的第3实施例的内燃机的冷却装置的概略图。
图11是示出本发明的第4实施例的内燃机的冷却装置的概略图。
图12是示出本发明的第5实施例的内燃机的冷却装置的概略图。
图13是示出本发明的第1控制例的例程的流程图。
图14是示出本发明的第2控制例的、泵的连结方法的变化的图表。
图15是示出本发明的第2控制例的例程的流程图。
图16是示出本发明的第3控制例的例程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。在以下的说明中，对同样的构成要素标注相同的附图标记。
图1是示出本发明的第1实施例的内燃机的冷却装置的概略图。第1实施例的内燃机的冷却装置100具备内燃机主体1、热交换部2以及泵部3。内燃机主体1、热交换部2以及泵部3分别由冷却水路连结成环状，并配置成冷却水按内燃机主体1、热交换部2、泵部3的顺序依次进行循环。
内燃机主体1为了产生驱动力而在设置于内燃机主体1的内部的燃烧室中使燃料燃烧。内燃机主体1由于伴随燃料的燃烧而成为高温，所以要求冷却。在本实施例中，为了冷却内燃机主体1而使用冷却水。在内燃机主体1的内部设置有供冷却水流通的内燃机水路，经由在内燃机水路流通的冷却水向内燃机主体1之外放出热，由此内燃机主体1被冷却。例如，在内燃机水路中包括形成在汽缸体的燃烧室周围的水套、和/或形成于汽缸盖的冷却水路。
热交换部2是用于在冷却水与内燃机的外部之间进行热交换的装置。在本实施例中，热交换部2配置于内燃机主体1的下游，由内燃机主体1加热了的冷却水由热交换部2冷却。
在本实施例中，如图1所示，热交换部2具备散热器21、恒温器22、热交换水路23以及旁通水路24。散热器21和恒温器22设置于热交换水路23，以绕过散热器21和恒温器22的方式设置有旁通水路24。
散热器21通过使冷却水在散热器21的内部流通，从而向外部放出冷却水的热。由于冷却水的热经由设置在散热器21内的水路的壁面放出到外部，所以冷却水与水路的壁面的接触面积越大，即水路的壁面的表面积越大，则越能够更高效地对冷却水进行冷却。在本实施例中，为了增大散热器21的水路的表面积，将设置在散热器21内的各水路的直径设计得比旁通水路24的水路的直径小。
恒温器22在散热器21的下游侧配置于热交换水路23，能够对许可通过热交换水路23的冷却水的流动的打开状态和截断该冷却水的流动的关闭状态选择性地进行切换。在本实施例中，由于散热器21以及恒温器22串联地设置于热交换水路23，所以通过切换恒温器22的状态，从而冷却水向散热器21的流通的状态被切换。
在本实施例中，在恒温器22配置有与恒温器22的阀芯接触且在冷却水的水温变高时膨胀、在冷却水的水温变低时缩小的部件。当所述部件膨胀时恒温器22成为打开状态，当部件缩小时恒温器22成为关闭状态。因此，在冷却水的水温为预定温度以上时，恒温器22自动成为打开状态，在冷却水的水温小于预定温度时，恒温器22自动成为关闭状态。
结果，在本实施方式中，在冷却水的温度低的情况下，恒温器22成为关闭状态。结果，冷却水仅通过旁通水路24而不通过热交换水路23地流动。因此，冷却水向散热器21的流通被截断，可抑制冷却水被冷却。另一方面，在冷却水的水温高的情况下，恒温器22成为打开状态。结果，冷却水通过热交换水路23以及旁通水路24双方而流动。因此，冷却水向散热器21流通。结果，冷却水被冷却。
也可以是，恒温器22的打开状态或恒温器22的关闭状态由致动器控制。
在本实施例中，将从泵部3排出的冷却水经由内燃机主体1的内燃机水路以及旁通水路24再次返回到泵部3为止的水路称为“循环水路”。因此，在图1所示的实施例中，循环水路由从泵部3到内燃机主体1为止的冷却水路、内燃机水路、从内燃机主体1到旁通水路24为止的冷却水路、旁通水路24以及从旁通水路24到泵部3为止的冷却水路构成。相对于所述循环水路的一部分并联地设置有配置了散热器21的热交换水路23。冷却水总是在循环水路流动，冷却水是否在热交换水路23流动由恒温器22控制。在本实施例中，内燃机主体1的内燃机水路以及旁通水路24是循环水路的一部。
泵部3通过提高冷却水的水压，从而使冷却水在内燃机主体1以及热交换部2循环。在本实施例中，如图1所示，泵部3具备第1泵31、第2泵32、三通阀38以及止回阀39。泵部3具备并联地设置的第1水路33以及第2水路34。第1水路33以及第2水路34在各自的上游端在分支点35均与入口水路43连通，在各自的下游端在合流点36均与出口水路44连通。即，在泵部3，入口水路43在分支点35分支为第1水路33和第2水路34，并且第1水路33和第2水路34在合流点36合流而通向出口水路44。而且，第1水路33以及第2水路34在各自的中间部分由泵间水路37连接。以下，将第1水路33与泵间水路37的连接部称为“第1连接部371”，将第2水路34与泵间水路37的连接部称为“第2连接部372”。
第1泵31在分支点35与第1连接部371之间配置于第1水路33，第2泵32在第2连接部372与合流点36之间配置于第2水路34。
第1泵31以及第2泵32是用于压送冷却水的泵。在第1泵31、第2泵32分别设置有用于供给冷却水的流入口和用于排出冷却水的排出口，从流入口供给来的冷却水由第1泵31或第2泵32加压并从排出口排出。
在本实施例中，第1泵31以及第2泵32是电动泵，第1泵31以及第2泵32能够控制排出的冷却水的水压。在本实施例中，第1泵31能够排出的冷却水的最大的水压比第2泵32能够排出的冷却水的最大的水压低。第1泵31与第2泵32也可以具有相同的性能，即第1泵31与第2泵32能够排出的冷却水的最大的水压相等。
三通阀38设置于第1连接部371。三通阀38能够在第1切换位置与第2切换位置之间进行切换，所述第1切换位置是使从第1水路33流动来的冷却水直接向第1水路33流通的切换位置，所述第2切换位置是使从第1水路33流动来的冷却水流入泵间水路37的切换位置。三通阀38通过从后述的控制单元200接收信号而被控制。
止回阀39是用于使冷却水在一个方向上流通的阀。在本实施例中，止回阀39在分支点35与第2连接部372之间配置于第2水路34。止回阀39构成为容许从分支点35朝向第2连接部372流动的冷却水的流通，但禁止从第2连接部372朝向分支点35的冷却水的流通。
在本实施例中，通过在第1切换位置与第2切换位置之间对三通阀38进行控制，从而能够在并联与串联之间切换第1泵31与第2泵32的连结方法。
具体而言，在三通阀38被切换为第1切换位置的情况下，冷却水向泵间水路37的流通被截断，因而第1泵31与第2泵32被并联连结。即，流入到泵部3的冷却水在分支点35分支为第1水路33和第2水路34，并分别由第1泵31和第2泵32提高水压而排出。由第1泵31和第2泵32排出的冷却水朝向合流点36流动，并向泵部3的外部排出。
另一方面，在三通阀38被切换为第2切换位置的情况下，使得冷却水在泵间水路37流通，第1泵31与第2泵32被串联连结。即，流入到泵部3的冷却水通过分支点35流入第1泵31，水压被提高而排出。从第1泵31排出的冷却水通过三通阀38、泵间水路37流入第2水路34。在该情况下，由于在分支点35与第2连接部372之间设置有止回阀39，所以从第1泵31排出的冷却水以不会通过第2水路34返回至分支点35的方式流入第2泵32。流入到第2泵32的冷却水被提高水压而排出。从第2泵32排出的冷却水朝向合流点36流动，并从泵部3排出。在该情况下，由于在第1连接部371与合流点36之间由三通阀38限制冷却水的流通，所以冷却水不流通。
控制单元200由数字计算机构成，并具备由双向总线201互相连接了的rom202、ram203、cpu204、输入端口205以及输出端口206。
向输入端口205输入为了控制内燃机的冷却装置100所需的各种传感器的输出信号。在本实施例中，将从用于测定冷却水的水温的水温传感器5接收到的模拟信号经由ad变换器207变换为数字信号并向输入端口205输入。在本实施例中，水温传感器5设置于内燃机主体1与热交换部2之间的水路。
在本实施例中，输出端口206将由cpu204算出的数字信号朝向第1泵31、第2泵32以及三通阀38输出。
在此，在说明本发明的实施例之前，对与使用了泵的液体的排出相关的一般性质进行说明。图2是示出从配置于某一水路的泵排出的液体的每单位时间的流量q(横轴)、与为了输出所述流量q所需的泵的水压p(纵轴)的关系的图表。
如在图2中用实线lr示出的那样，在泵排出的液体的水压为p时，泵排出的液体的流量成为q。所述水压p与所述流量q的关系与配置有泵的水路的液体的流动困难程度对应地变化。以下，将表示所述水压p与所述流量q的关系的曲线称为“阻力曲线”。
一般而言，阻力曲线以流量q的2次函数、即p＝r×q2这样的形式表示。在此，系数r是表示配置有泵的水路中的液体的流动困难程度的值，称为“流路阻力”。流路阻力r根据用于泵使液体流动的水路的形状而确定。例如，当水路的长度变长时，液体变得更难以流动，所以流路阻力r变大。流路阻力r变大了时的阻力曲线用图2的虚线lrh表示。另一方面，当水路的直径变大时，液体变得容易流动，所以流路阻力r变小。流路阻力r变小了时的阻力曲线用图2的点划线lrl表示。
在泵由马达驱动的情况下，根据马达的最大输出，可确定泵能够排出的流量q以及水压p。图3是示出泵能够排出的流量q和水压p的范围的图表。
单个泵wpa能够排出的流量q和水压p的范围用由图3的实线lpa包围的区域a表示。包围图3的区域a的实线lpa示出了泵wpa以最大输出被驱动的情况下的流量q与水压p的关系，将实线lpa称为“泵特性曲线”。
通过使用泵特性曲线，从而能够在水路的构成被决定且水路的流路阻力r被决定了的情况下，算出能够由泵排出的流量q。例如，在流路阻力r为r1而因而使得阻力曲线成为了在图3中用点划线lrl表示的曲线的情况下，为了使液体以流量q1从泵wpa排出而需要p1的水压，为了使液体以比流量q1大的流量q2排出而需要p2的水压。在上述那样的情况下，由于流量q1和水压p1包含在区域a之中，所以能够判别为能够由泵wpa排出，由于流量q2和水压p2不包含于区域a，所以能够判别为无法由泵wpa排出。
在此，考虑能够产生比泵wpa大的输出的、使用泵wpb排出流量q2的液体的情况。如图3所示，由于泵wpb的输出比泵wpa的输出大，所以泵wpb的泵特性曲线位于比泵wpa的泵特性曲线靠外侧的位置，用实线lpb表示。因此，若为包含于比泵特性曲线靠内侧的区域a或区域b的区域的流量q、水压p，则泵wpb能够排出。
在此，再次考虑相对于具有与上述例子相同的流路阻力r的水路、而使用泵wpb使液体以流量q2排出的情况。在该情况下，由于流量q2以及水压p2包含于区域b，所以能够由泵wpb排出流量q2的量的液体。如上所述，通过将泵从泵wpa设为泵wpb，从而增大泵的输出，由此能够使能够从泵排出的液体的流量q增大。
在使比区域b更大的流量q排出的情况下，只要使用更大的输出的泵即可。然而，为了增大泵的输出，必须增大泵的体积。在上述那样的情况下，存在必须在车辆中确保用于搭载泵的大的空间的这一问题。
相比于确保一处大的空间而言，确保多处小的空间更为容易。因此，对于以不增大每一个泵的体积的方式使用多个泵使位于区域b的范围外的流量q3的液体排出的情况进行研究。
通过将泵并联连结，从而能够使从泵排出的液体的流量增加。以下，首先，对如上述那样将泵并联连结了的情况进行说明。
图4a示出将泵wpa与泵wpb并联配置了的情况下的位置关系。如图4a所示，供给到点p_in的液体向泵wpa以及泵wpb分支。之后，由泵wpa提高了压力的液体和由泵wpb提高了压力的液体合流，并从点p_out排出。
如上所述，供给到点p_in的液体的压力被提高并被从点p_out排出，所以能够将从点p_in到点p_out为止之间的泵以及水路看作一个泵。因此，将通过将泵wpa以及泵wpb并联配置而形成的所述泵称为泵wpc。
上述那样的泵wpc的特性如下所述。首先，在图4a中，由于利用泵wpa和泵wpb中的任一单方提高液体的压力，所以泵wpc能够输出的水压pc与泵wpa或泵wpb单独能够输出的水压相同。另一方面，由于由泵wpa加压了的液体和由泵wpb加压了的液体合流，所以泵wpc能够排出的流量qc是泵wpa能够排出的流量qa与泵wpb能够排出的流量qb的合计值。也就是说，qc＝qa+qb这样的关系成立。
图4b的实线lpc是示出泵wpc的泵特性曲线的图表。如上所述，qc＝qa+qb的关系成立，所以泵wpc的泵特性曲线成为泵wpa的泵特性曲线(实线lpa)和泵wpb的泵特性曲线(实线lpb)在流量q的方向上相加而得到的曲线。由于能够利用泵wpc输出的范围为由泵wpc的泵特性曲线包围的范围，所以是区域a、区域b以及区域c。也就是说，通过将泵wpa与泵wpb并联配置，从而能够输出的区域以区域c的部分扩大。
例如，考虑流路阻力r较小且阻力曲线由图4b的点划线lrl表示的情况。在上述那样的情况下，若将泵wpa与泵wpb并联连结并以水压p3对液体进行加压，则能够使液体以流量q3排出。
当流路的路径改变时，流路的长度、流路的直径等形状改变，所以与此伴随地流路阻力r改变。例如，在流路的长度变长且流路阻力r变大，结果，图4b的阻力曲线从点划线lrl变为虚线lrh的情况下，为了使液体以流量q1排出，必须以水压p1’对液体进行加压。但是，水压p1’均不包含于区域a、b、c中的任一方，所以无法利用泵wpc使液体以流量q1排出。也就是说，若将泵并联连结，则能够在流路阻力小时增多流量，但无法在流路阻力大时增多流量。
另一方面，通过将泵串联连结，从而能够提高从泵排出的液体的水压。以下，对如上述那样将泵串联连结了的情况进行说明。
图5a示出将泵wpa与泵wpb串联配置了的情况下的位置关系。如图5a所示，供给到点p_in的液体在由泵wpa加压后，由泵wpb进一步加压，并从点p_out排出。
与图4a的例子同样地，能够将从点p_in到点p_out为止之间的泵以及水路看作一个泵。因此，将通过将泵wpa以及泵wpb串联配置而形成的所述泵称为泵wpd。
上述那样的泵wpd的特性如下所述。首先，在图5a中，利用泵wpa和泵wpb双方提高液体的压力，所以泵wpd能够输出的水压pd是泵wpa能够输出的水压pa与泵wpb能够输出的水压pb的合计值。也就是说，pd＝pa+pb这样的关系成立。另一方面，由于泵wpa排出的液体的全部的量流入泵wpb，所以泵wpd能够排出的流量qd与泵wpa能够排出的流量qa或泵wpb能够排出的流量qb相同。
图5b的实线lpd是示出泵wpd的泵特性曲线的图表。如上所述，由于pd＝pa+pb的关系成立，所以泵wpd的泵特性曲线是将泵wpa的泵特性曲线(实线lpa)和泵wpb的泵特性曲线(实线lpb)在水压p的方向上相加而得到的曲线。由于能够由泵wpd输出的范围为由泵wpd的泵特性曲线包围的范围，所以是区域a、区域b以及区域d。也就是说，通过将泵wpa与泵wpb串联配置，从而能够输出的区域以区域d的部分扩大。例如，在虚线lrh的阻力曲线中，当将泵wpa泵wpb串联连结并以水压p1’对液体进行加压时，能够使液体以流量q1排出。
另一方面，在流路阻力r变小且阻力曲线从虚线lrh变为点划线lrl的情况下，即使将泵串联连结，也无法使液体以流量q3排出。
如上所述，在流路阻力r小的情况下，能够通过将泵并联连结从而使流量q增大，在流路阻力r大的情况下，能够通过将泵串联连结从而使流量q增大。但是，相反地，在流路阻力r小的情况下，即使将泵串联连结，也无法使能够从泵部3排出的流量q充分地增大，在流路阻力r大的情况下，即使将泵并联连结，也无法使能够从泵部3排出的流量q充分地增大。
在本发明的第1实施例中，根据冷却水的路径的流路阻力r，将多个泵的连结方法在并联与串联之间进行切换。以下，参照图6至图8，对泵的切换进行说明。
图6是恒温器22打开时的内燃机的冷却装置100的概略图，图7是恒温器22关闭时的内燃机的冷却装置100的概略图。图7以及图8的箭头表示冷却水流动的方向，实线表示冷却水流动着的状态，虚线表示冷却水不流动的状态。
如图6所示，恒温器22打开的路径由于热交换部2的流路的截面积为热交换水路23与旁通水路24的截面积的合计值，所以冷却水容易流动，冷却水的路径的流路阻力rl较小。另一方面，如图7所示，恒温器22关闭的路径由于热交换部2的流路的截面积与旁通水路24的截面积相同，所以冷却水难以流动，冷却水的路径的流路阻力rh较大。即，图6的冷却水的路径的流路阻力rl比图7的冷却水的路径的流路阻力rh小。
图8是示出与恒温器22的切换状态对应的冷却水的路径的流路阻力r和与泵部3的状态对应的泵部3能够排出的范围的图表。恒温器22打开时的阻力曲线lrl由图8的点划线表示。另一方面，恒温器22关闭时的阻力曲线lrh由图8的虚线表示。由于恒温器22打开时的流路阻力rl比恒温器22关闭时的流路阻力rh小，所以阻力曲线lrl形成于比阻力曲线lrh低的位置。
在图8中表示出能够对将多个泵并联连结的情况和将多个泵串联连结的情况进行切换的泵能够排出的范围。在此，在本实施例中，使用具有与在图4a～图5b中示出的泵wpa同样的特性的泵作为第1泵31，使用具有与在图4a～图5b中示出的泵wpb同样的特性的泵作为第2泵32。
在图8所示的例子中，通过单独使用容量比第1泵31大的第2泵32而能够排出的范围由区域i表示。同样地，仅通过将第1泵31和第2泵32并联连结而能够排出的范围由区域ii表示，仅通过将第1泵31和第2泵32串联连结而能够排出的范围由区域iii表示。区域i是将图3～图5b的区域a和区域b相加而得到的范围，区域ii是图4b的区域c的一部分，区域iii是图5b的区域d的一部分。
参照图8，对本实施例中的、恒温器22的切换状态与泵部3的切换状态的关系进行说明。首先，在本实施例中，在恒温器22被切换为冷却水在热交换水路23流通的状态的情况下，冷却水的路径的阻力曲线lrl由图8的点划线表示。在上述那样的情况下，将泵部3的两泵并联连结了时的冷却水的最大流量qrl是阻力曲线lrl与将泵并联连结了时的泵特性曲线lpc的交点的流量。另一方面，将泵部3的两泵串联连结了时的冷却水的最大流量qrl’是阻力曲线lrl与单独使用了泵时的泵特性曲线lpb的交点的流量。在此，将两泵并联连结了时的最大流量qrl与将两泵串联连结了时的最大流量qrl’相比，流量更大。即，在恒温器22被切换为冷却水在热交换水路23流通的状态的情况下，通过将两泵并联连结，从而能够有效地增大冷却水的流量。
另一方面，在本实施例中，在恒温器22被切换为冷却水不在热交换水路23流通的状态的情况下，冷却水的路径的阻力曲线lrh由图8的虚线表示。在上述那样的情况下，将泵部3的两泵并联连结了时的冷却水的最大流量qrh’是阻力曲线lrh与单独使用了泵时的泵特性曲线lpb的交点的流量。另一方面，将泵部3的两泵串联连结了时的冷却水的最大流量qrh是阻力曲线lrh与将泵串联连结了时的泵特性曲线lpd的交点的流量。在此，将两泵并联连结了时的最大流量qrh’比将两泵串联连结了时的最大流量qrh小。即，在恒温器22被切换为冷却水不在热交换水路23流通的状态的情况下，通过将两泵串联连结，从而能够有效地增大冷却水的流量。
综上所述，在恒温器22被切换为冷却水在热交换水路23流通时，通过将泵部3的两泵并联连结、即将三通阀38切换为第1切换位置，从而能够有效地增大冷却水的流量。另一方面，在恒温器22被切换为冷却水不在热交换水路23流通时，通过将泵部3的两泵串联连结、即将三通阀38切换为第2切换位置，从而能够有效地增大冷却水的流量。因此，在本实施例中，根据恒温器22的切换状态，对是将泵部3的两泵并联连结还是将泵部3的两泵串联连结进行切换。
在本实施例中，控制单元200基于由水温传感器5得到的冷却水的水温tw，判别是否恒温器22被切换。例如，在由水温传感器5得到的水温tw为预先设定的、恒温器22的开阀温度twc以上时，判别为恒温器22为开阀状态。
除了上述方法以外，还能够基于冷却水的路径的流路阻力r，判别是将泵部3的两泵并联连结还是将泵部3的两泵串联连结。将第1泵31和第2泵32并联连结了的情况下的泵特性曲线与将第1泵31和第2泵32串联连结了的情况下的泵特性曲线的交点设为交点x。在本实施例中，若流量q和水压p位于比通过所述交点x那样的阻力曲线(以下将图8的实线lrb称为“基准阻力曲线”，将与所述阻力曲线对应的流路阻力称为“基准流路阻力rc”)靠下侧的范围(即，流量多或水压低的范围)内，则将第1泵31与第2泵32并联连结。另一方面，也可以是，若流量q和水压p位于比基准阻力曲线靠上侧的范围(即，流量少或水压高的范围)内，则将第1泵31与第2泵32串联连结。
如上所述，在所述第1实施例中，内燃机的冷却装置100具备压送内燃机的冷却水的泵部3、和循环水路，所述循环水路包括内燃机的内燃机水路，所述循环水路将泵部3与内燃机水路连结以使得从泵部3压送来的冷却水通过内燃机的内燃机水路而再次返回到泵部3。内燃机的冷却装置100具备与冷却水进行热交换的散热器21(热交换器)、和配置有散热器21并相对于旁通水路24(循环水路的至少一部分)并联地设置的热交换水路23。内燃机的冷却装置100具备对冷却水在热交换水路23流通的状态和冷却水不在热交换水路23流通的状态进行切换的恒温器22(水路切换装置)、和进行泵部3的控制的控制单元200(控制装置)。
泵部3包括第1泵31、第2泵32以及三通阀38(泵切换装置)，该三通阀38对将第1泵31与第2泵32并联连结的状态和将第1泵31与第2泵32串联连结的状态进行切换。在恒温器22被切换为冷却水在热交换水路23流通的状态而冷却水在循环水路以及热交换水路23流通时，控制单元200对三通阀38进行控制以将第1泵31与第2泵32并联连结。在恒温器22被切换为冷却水不在热交换水路23流通的状态而冷却水仅在循环水路流通时，控制单元200对三通阀38进行控制以将第1泵31与第2泵32串联连结。
在冷却水在热交换水路23以及旁通水路24流通时，冷却水的路径的流路阻力小，所以能够通过将第1泵31与第2泵32并联连结从而增大流量。另一方面，在冷却水仅在旁通水路24流通时，冷却水的路径的流路阻力大，所以能够通过将第1泵31与第2泵32串联连结，从而使泵部3的排出压力增大，而增大泵部3排出的冷却水的流量。即，能够以不使泵部3的各泵的体积增大的方式增大冷却水的流量。
如上所述，在第1实施例中，恒温器22(水路切换装置)设置于热交换水路23，并根据冷却水的水温对开阀状态和闭阀状态进行切换。恒温器22在恒温器22为开阀状态时，冷却水在热交换水路23流通，在恒温器22为闭阀状态时，停止冷却水向热交换水路23的流通。
在恒温器22为开阀状态时，即在使用散热器21进行冷却水的热交换时，通过将泵部3并联连结，从而能够增大从泵部3排出的冷却水的流量。因此，能够高效地进行冷却水的热交换。
在本实施例中，在恒温器22(水路切换装置)被切换为冷却水在热交换水路23(第1分支水路)流通的状态时，通过三通阀38(泵切换装置)将第1泵31以及第2泵32并联连结而能够输出的最大流量，比通过三通阀38将第1泵31以及第2泵32串联连结而能够输出的最大流量多。在恒温器22被切换为冷却水不在热交换水路23流通的状态时，通过三通阀38将第1泵31以及第2泵32并联连结而能够输出的最大流量，比通过三通阀38将第1泵31以及第2泵32串联连结而能够输出的最大流量少。
如上所述，在需要大流量的冷却水的路径时，将泵并联连结是有利的，在需要高水压的冷却水的路径时，将泵串联连结是有利的。根据恒温器22的切换状态，将泵部3的两泵的连结状态以并联和串联进行切换，所以能够一边使泵的体积为最小限度，一边增大泵的流量。
在本实施例中，也可以基于冷却水的路径的流路阻力r，决定是将泵部3的两泵并联连结还是将泵部3的两泵串联连结。即，在本实施例中，循环水路以及热交换水路23被设计成，恒温器22打开的路径中的、循环水路以及热交换水路23的流路阻力r为基准流路阻力rc以下，恒温器22关闭的路径中的、循环水路的流路阻力r比基准流路阻力rc大。
在本实施例中将冷却水的路径的流路阻力r与基准流路阻力rc进行比较，但也可以将热交换部2的流路阻力r和与热交换部2对应的基准流路阻力rc进行比较。
即，在本实施例中，将表示在将第1泵31以及第2泵32并联连结的状态下泵部3能够输出的最大流量与最大水压的关系的曲线称为并联特性曲线。将表示在将第1泵31以及第2泵32串联连结的状态下泵部3能够输出的最大流量与最大水压的关系的曲线称为串联特性曲线。
将表示冷却水的路径的流路阻力r为任意值时的流量与水压的关系的曲线称为阻力曲线，将阻力曲线通过并联特性曲线与串联特性曲线的交点x时的流路阻力称为基准流路阻力rc。在该情况下，循环水路以及热交换水路23构成为，在恒温器22(水路切换装置)被切换为冷却水在热交换水路23流通的状态时，冷却水的路径的流路阻力成为基准流路阻力rc以下。循环水路以及热交换水路23构成为，在恒温器22被切换为冷却水不在热交换水路23流通的状态时，冷却水的路径的流路阻力比基准流路阻力rc大。
在冷却水的路径的流路阻力r为基准流路阻力rc以下的情况下，阻力曲线成为如图8的点划线lrl那样。因此，通过将第1泵31与第2泵32并联连结，从而能够有效地增大从泵部3排出的冷却水的量。另一方面，在冷却水的路径的流路阻力r比基准流路阻力rc大的情况下，阻力曲线成为如图8的虚线lrh那样，所以通过将第1泵31与第2泵32串联连结，从而能够有效地增大从泵部3排出的冷却水的量。在如本实施例那样形成有循环水路的情况下，根据恒温器22的状态而冷却水的路径的流路阻力r与基准流路阻力rc的大小关系发生变动，所以能够根据泵部3的切换状态来有效地增大来自泵部3的冷却水的排出量。
在第1实施例中，泵部3具备压送冷却水的第1泵31和压送冷却水的第2泵32。泵部3具备：供冷却水流入的入口水路43；配置有第1泵31的第1水路33；以及配置有第2泵32的第2水路34，所述第1水路33和所述第2水路34在分支点35与入口水路43连通，且互相并联地设置。泵部3具备：出口水路44，该出口水路44在合流点36与第1水路33和第2水路34分别连通，并供冷却水流出；以及泵间水路37，该泵间水路37使第1水路33中的第1泵31的冷却水排出侧的水路与第2水路34中的第2泵32的冷却水吸入侧的水路连通。泵部3具备第1止回阀39，该第1止回阀39在第2连接部372(第2水路与泵间水路的连接部)与分支点35之间配置于第2水路34。第1泵31在第1连接部371(第1水路与泵间水路之间的连接部)与分支点35之间配置于第1水路33。第2泵32在第2连接部372与合流点36之间配置于第2水路34。在第1实施例中，泵切换装置是设置于第1连接部371的三通阀38。
三通阀38是构成为对第1切换位置和第2切换位置选择性地进行切换的三通阀，所述第1切换位置是使从第1水路33流动来的冷却水不流入泵间水路37而是直接向第1水路33流通的切换位置，所述第2切换位置是使从第1水路33流动来的冷却水不直接向第1水路33流通而是流入泵间水路37的切换位置。
控制单元200(控制装置)在将第1泵31以及第2泵32并联连结时，将三通阀38切换为第1切换位置，在将第1泵31以及第2泵32串联连结时，将三通阀38切换为第2切换位置。
如上所述，在本发明的第1实施例中，通过使用三通阀38以及第1止回阀39，从而能够利用简单的构成对第1泵31和第2泵32进行切换。
对本发明的第2实施例进行说明。图9是示出第2实施例的内燃机的冷却装置的概略图。在第2实施例的冷却装置中，使用与在第1实施例中使用的热交换部2构成不同的热交换部2’。即，相对于在第1实施例中如图1那样在内燃机主体1的冷却水的流通方向下游侧配置有热交换部2，而在第2实施例中如图9所示那样在旁通水路24上配置有内燃机主体1。在第2实施例中，将从泵部3经由旁通水路24以及内燃机主体1的内燃机水路而再次到达泵部3为止的水路称为“循环水路”。因此，在本实施例中，可以说相对于循环水路的大致全部或全部而并联地设置有热交换水路23。以下，对于与第1实施例重复的部分省略说明。
在第2实施例中，冷却水的路径的流路阻力r也根据恒温器22是否打开而发生变动。例如，在冷却水温度tw为开阀温度twc以上的情况下，当恒温器22打开时，冷却水向热交换水路23和旁通水路24双方流动。另一方面，在冷却水温度tw小于开阀温度twc的情况下，当恒温器22关闭时，冷却水仅向旁通水路24流动。因此，在恒温器22打开时，热交换部2’的流路的截面积变大，所以流路阻力r变小，在恒温器22关闭时，热交换部2’的流路的截面积变小，所以流路阻力r变大。
在第2实施例中，循环水路以及热交换水路23被设计成，恒温器22打开时的流路阻力r成为流路阻力rc以下，恒温器22关闭时的流路阻力r比流路阻力rc大。因此，通过判别恒温器22的开闭，从而能够判别冷却水的路径的流路阻力r是否为流路阻力rc以上。在恒温器22打开时，将三通阀38设为第1切换位置，将第1泵31与第2泵32并联连结，在恒温器22关闭时，将三通阀38设为第2切换位置，将第1泵31与第2泵32串联连结。
如上所述，在本发明的第2实施例中，即使在旁通水路24上配置有内燃机主体1，也能够通过将第1泵31与第2泵32的连结方法在并联与串联之间进行切换，从而增大泵部3能够输出的冷却水的流量q。
在本发明的第2实施例中，在旁通水路24配置有内燃机主体1，但也可以是，配置冷却水总是流通着的热交换器(例如，加热器芯)来代替内燃机主体1，将内燃机主体1的位置变更为循环水路的另外的位置。
对本发明的第3实施例进行说明。图10是示出第3实施例的内燃机的冷却装置的概略图。在本实施例的冷却装置中，使用与在第1实施例中使用的热交换部2不同的构成的热交换部2”。即，在第3实施例中，如图10所示，配置有egr冷却器25以及热交换开闭阀26的第2热交换水路27与第1热交换水路23以及旁通水路24并联地设置。在第3实施例中，将从泵部3经由内燃机主体1的内燃机水路、旁通水路24而再次到达泵部3为止的水路称为循环水路。以下，省略与第1实施例说明重复的方面。
egr冷却器25是设置于用于使排气从内燃机的排气管向进气管循环的egr通路、且用于利用冷却水冷却排气的温度的热交换器。在egr冷却器25的内部经由翅片(英文：fin)配置有供排气流通的排气通路和供冷却水流通的冷却水路，通过利用冷却水夺取排气的热，从而排气的温度下降。
热交换开闭阀26配置于egr冷却器25的下游侧，并能够对冷却水在egr冷却器25以及第2热交换水路27流通的状态(被开阀了的状态)和冷却水不在egr冷却器25以及第2热交换水路27流通的状态(被闭阀了的状态)选择性地进行切换。在本实施例中，热交换开闭阀26接收控制单元200的信号而被控制。
在第3实施例中，由于在恒温器22和热交换开闭阀26中分别具有开阀状态和闭阀状态这两个状态，所以冷却水的路径存在4种。在恒温器22以及热交换开闭阀26双方为开阀状态时，水路切换装置被切换为冷却水在热交换水路流通的状态，冷却水的路径的流路阻力为4种中的最小，所以将第1泵31以及第2泵32并联连结。在恒温器22以及热交换开闭阀26双方为闭阀状态时，水路切换装置被切换为冷却水不在热交换水路流通的状态，冷却水的路径的流路阻力为4种中的最大，所以将第1泵31以及第2泵32串联连结。然而，在仅恒温器22以及热交换开闭阀26中的任一方为开阀状态的情况下，冷却水的路径的流路阻力为中等程度，所以难以决定第1泵31以及第2泵32的连结方法。
在本实施例中，控制单元200通过判别对泵部3的要求流量q_t以及要求水压p_t是否包含于图8的区域i至区域iii中的任一区域，从而判别泵的连结方法。即，控制单元200在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域i时，控制三通阀38以将泵部3的两泵并联连结的同时使单个泵驱动。在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域ii时，控制单元200将泵部3的两泵并联连结的同时使双方的泵驱动，在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域iii时，控制三通阀38以将两泵串联连结。例如，设为恒温器22为开阀状态，热交换开闭阀26为闭阀状态，对泵部3的要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域ii。在上述那样的情况下，第1泵31与第2泵32被并联连结。另一方面，设为恒温器22为闭阀状态，热交换开闭阀26为开阀状态，对泵部3的要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域iii。在上述那样的情况下，第1泵31与第2泵32被串联连结。
在第3实施例中，控制单元200也可以存储相对于恒温器22的状态以及热交换开闭阀26的状态的、泵部3的两泵的连结方法。例如，也可以是，控制单元200存储如下内容：仅在恒温器22以及热交换开闭阀26为开阀状态时泵被并联连结，在除此以外的情况下泵被串联连结，并与恒温器22以及热交换开闭阀26的状态对应地切换第1泵31以及第2泵32的连结方法。
在第3实施例中，也可以是，按各冷却水的路径预先测定流路阻力r，并将其与基准流路阻力rc进行比较。即，也可以是，在预先测定到的冷却水的路径的流路阻力r为基准流路阻力rc以下的情况下，将第1泵31以及第2泵32并联连结，在冷却水的路径的流路阻力r比基准流路阻力rc大的情况下，将第1泵31以及第2泵32串联连结。
如上所述，根据本实施例，热交换器包括散热器21(第1热交换器)和egr冷却器25(第2热交换器)。热交换水路包括配置有散热器21且相对于循环水路的至少一部分并联地设置的第1热交换水路23、和配置有egr冷却器25且相对于循环水路的至少一部分并联地设置的第2热交换水路27。而且，水路切换装置包括对冷却水在第1热交换水路23流通的状态和冷却水不在第1热交换水路23流通的状态进行切换的恒温器22(第1水路切换装置)、和对冷却水在第2热交换水路27流通的状态和冷却水不在第2热交换水路27流通的状态进行切换的热交换开闭阀26(第2水路切换装置)。
在本实施例中，水路切换装置被切换为冷却水在热交换水路流通的状态时，是恒温器22被切换为冷却水在第1热交换水路23流通的状态且热交换开闭阀26被切换为冷却水在第2热交换水路27流通的状态时。因此，在本实施例中，控制单元200(控制装置)在恒温器22以及热交换开闭阀26被切换为冷却水在第1热交换水路23以及第2热交换水路27双方流通的状态时，将第1泵以及第2泵并联连结。
在本实施例中，水路切换装置被切换为冷却水不在热交换水路流通的状态时，是恒温器22被切换为冷却水不在第1热交换水路23流通的状态且热交换开闭阀26被切换为冷却水不在第2热交换水路27流通的状态时。因此，在本实施例中，控制单元200在恒温器22以及热交换开闭阀26被切换为冷却水不在第1热交换水路23以及第2热交换水路27双方流通的状态时，将第1泵以及第2泵串联连结。
控制单元200(控制装置)将在恒温器22以及热交换开闭阀26被切换为冷却水在第1热交换水路23以及第2热交换水路27中的任一方流通的状态时、仅通过将第1泵31以及第2泵32并联连结而能够输出的流量以及水压的区域作为区域ii(第1区域)进行存储。控制单元200将在恒温器22以及热交换开闭阀26被切换为冷却水在第1热交换水路23以及第2热交换水路27中的任一方流通的状态时、仅通过将第1泵31以及第2泵32串联连结而能够输出的流量q_t以及水压p_t的区域作为区域iii(第2区域)进行存储。控制单元200算出对泵部3的要求流量q_t和由要求流量q_t、恒温器22的状态以及热交换开闭阀26的状态决定的对泵部的要求水压p_t。在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域ii的情况下，控制单元200对三通阀38(泵切换装置)进行控制以将第1泵31与第2泵32并联连结。另一方面，在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域iii的情况下，控制单元200对三通阀38进行控制以将第1泵31与第2泵32串联连结。
根据所述实施例，基于与冷却水的路径对应地决定的、泵部的要求流量q_t以及要求水压p_t，来决定是将第1泵31以及第2泵32并联连结还是将第1泵31以及第2泵32串联连结。因此，即使在冷却水的路径为3种以上的情况下，也能够高精度地判别是应并联连结还是应串联连结。
对本发明的第4实施例进行说明。图11是示出第4实施例的内燃机的冷却装置的概略图。在第1实施例的冷却装置中，如图1所示，仅在内燃机主体1的冷却水的流通方向下游侧配置有热交换部2。相对于此，在第4实施例中，如图11所示，在内燃机主体1的冷却水的流通方向上游侧配置有第2热交换部2”’，在冷却水的流通方向下游侧配置有热交换部2。在本实施例中，将从泵部3排出的冷却水经由第2旁通水路28、内燃机主体1的内燃机水路、第1旁通水路24而再次循环到泵部3的水路称为循环水路。
第2热交换部2”’是用于在冷却水与排气之间进行热交换的装置。在本实施例中，第2热交换部2”’具备egr冷却器25、热交换开闭阀26、第2热交换水路27以及第2旁通水路28。egr冷却器25和热交换开闭阀26设置于第2热交换水路27，并以绕过egr冷却器25和热交换开闭阀26的方式设置有第2旁通水路28。
在热交换开闭阀26开阀时，冷却水在第2热交换水路27以及第2旁通水路28流通，所以第2热交换部2”’的流路的截面积变大，冷却水的路径的流路阻力r较小。另一方面，在热交换开闭阀26闭阀时，冷却水仅在第2旁通水路28流通，所以第2热交换部2”’的流路的截面积变小，冷却水的路径的流路阻力r较大。
在第4实施例中，与从合流点36到分支点35为止的冷却水的路径相关的流路阻力r根据热交换部2的恒温器22的开闭状态以及第2热交换部2”’的热交换开闭阀26的开闭状态这双方来决定。在本实施例中，与第3实施例同样地，在恒温器22以及热交换开闭阀26双方为开阀状态时，水路切换装置被切换为冷却水在热交换水路流通的状态，第1泵31以及第2泵32被并联连结。在恒温器22以及热交换开闭阀26双方为闭阀状态时，水路切换装置被切换为冷却水不在热交换水路流通的状态，第1泵31以及第2泵32被串联连结。通过判别对泵部3的要求流量q_t以及要求水压p_t是否包含于图8的区域i至区域iii中的任一区域，从而判别泵的连结方法。
在本实施例中，使用egr冷却器25作为第2热交换部2”’的热交换器，但第2热交换部2”’的热交换器也可以是例如用于使车内的空气与冷却水进行热交换的加热器芯等其他用途的热交换器。
对本发明的第5实施例进行说明。图12是示出第5实施例的内燃机的冷却装置的概略图。在本实施例的冷却装置中，使用与在第1实施例中使用的泵部3不同的构成的泵部3’。以下，省略与第1实施例说明重复的方面。
从图1与图12的比较可知，第5实施例的泵部3’具备开闭阀41代替图1的三通阀38。在本实施例中，除了配置于第2水路34的止回阀(以下，在本实施例中称为“第1止回阀”)39以外，还具备第2止回阀40。在第1实施例中，三通阀38控制泵间水路37内的冷却水的流通，但在第5实施例中，开闭阀41控制泵间水路37内的冷却水的流通。
第2止回阀40是用于使冷却水在一个方向上流通的阀。在本实施例中，第2止回阀40在第1连接部371与合流点36之间配置于第1水路33。第2止回阀40构成为，容许从第1连接部371朝向合流点36流动的冷却水的流通，但禁止从合流点36朝向第2连接部372的冷却水的流通。
开闭阀41设置在泵间水路37上，并能够在关闭泵间水路37的第1切换位置与打开泵间水路37的第2切换位置之间进行切换。因此，在开闭阀41位于第1切换位置时，流入到第1连接部371的冷却水不向第2连接部372流通，另一方面，在开闭阀41位于第2切换位置时，流入到第1连接部371的冷却水向第2连接部372流通。开闭阀41从控制单元200接收信号而被控制。
在第5实施例中，通过在第1切换位置与第2切换位置之间对开闭阀41进行控制，从而能够对将第1泵31与第2泵32串联连结的情况和将第1泵31与第2泵32并联连结的情况进行切换。
具体而言，在开闭阀41被切换为第1切换位置的情况下，截断冷却水向泵间水路37的流通，因而第1泵31与第2泵32被并联连结。
另一方面，在开闭阀41被切换为第2切换位置的情况下，容许泵间水路37的冷却水的流通，因而第1泵31与第2泵32被串联连结。在第1泵31与第2泵32被串联连结的情况下，经由第1水路33的从第1连接部371朝向合流点36的冷却水的流动由第2止回阀40进行限制，所以从第2泵32排出的冷却水不会朝向第1连接部371逆流。
第5实施例的冷却装置被与第1实施例的冷却装置同样地进行控制。即，在冷却水温度tw为开阀温度twc以上且恒温器22打开时，流路阻力r成为基准流路阻力rc以下，所以开闭阀41被控制为第1切换位置。结果，由于冷却水不在泵间水路37流通，所以第1泵31与第2泵32被并联连结。另一方面，在冷却水温度tw小于开阀温度twc且恒温器22关闭时，流路阻力r比基准流路阻力rc大，所以开闭阀41被控制为第2切换位置。结果，冷却水在泵间水路37流通，所以第1泵31与第2泵32被串联连结。
如上所述，在本发明的第5实施例中，泵部3’具备压送冷却水的第1泵31和压送冷却水的第2泵32。泵部3’具备供冷却水流入的入口水路43和在分支点35与入口水路43连通且互相并联地设置并配置有第1泵31的第1水路33及配置有第2泵32的第2水路34。而且，泵部3’具备在合流点36与第1水路33以及第2水路34分别连通并供冷却水流出的出口水路44、和使第1水路33中的第1泵31的冷却水排出侧的水路与第2水路34中的第2泵32的冷却水吸入侧的水路连通的泵间水路37。而且，泵部3’还具备在第2连接部372(第2水路与泵间水路的连接部)与分支点35之间配置于第2水路34的第1止回阀39、在第1连接部371(第1水路与泵间水路的连接部)与合流点36之间配置于第1水路33的第2止回阀40、以及设置于泵间水路37的开闭阀41(泵切换装置)。第1泵31在第1连接部371与分支点35之间配置于第1水路33，第2泵32在第2连接部372与合流点36之间配置于第2水路34。泵切换装置是设置于泵间水路37的开闭阀41，且能够在关闭泵间水路37的第1切换位置与打开泵间水路37的第2切换位置之间进行切换。
控制单元200(控制装置)在将第1泵31(第1泵)以及第2泵32(第2泵)并联连结时，将开闭阀41设为第1切换位置，在将第1泵31以及第2泵32串联连结时，将开闭阀41设为第2切换位置。
在上述那样的本发明的第5实施例中，通过使用开闭阀41，能够利用简单的构成对第1泵31与第2泵32的并联、串联进行切换。
对上述各实施例的内燃机的冷却装置中的具体的多个控制方法进行说明。
首先，对第1控制方法进行说明。本控制方法能够适用于上述第1实施例至第5实施例的所有的实施例。以下，代表性地对适用于第1实施例的情况进行说明。图13是示出与第1控制例相关的、用于控制泵的例程的流程图。本例程以一定周期反复执行。
在步骤s101中，控制单元200算出对泵的要求流量。具体而言，在本控制方法中，控制单元200基于内燃机负荷算出内燃机主体1的冷却的程度。例如，内燃机负荷越高，则内燃机主体1的温度越高。因此，为了将内燃机主体1的温度设为作为目标的温度，内燃机负荷越高，则必须越增多冷却水的流量。因此，基于内燃机负荷，算出冷却水的流量的目标值即要求流量q_t。
在步骤s102中，控制单元200使用水温传感器5对冷却水温度tw进行计测。在步骤s103中，控制单元200判别冷却水温度tw是否为开阀温度twc以上。在本控制例中，开阀温度twc是恒温器22开阀的温度。控制单元200在判别为冷却水温度tw为开阀温度twc以上且恒温器22开阀的情况下，视为流路阻力r为基准流路阻力rc以下，为了将第1泵31以及第2泵32并联连结，控制例程前进至步骤s104。另一方面，控制单元200在判别为冷却水温度tw小于开阀温度twc且恒温器22闭阀的情况下，视为流路阻力r小于基准流路阻力rc，为了将第1泵31以及第2泵32串联连结，控制例程前进至步骤s108。
在步骤s104中，控制单元200输出用于将三通阀38设为第1切换位置的信号。当三通阀38从控制单元200接收信号时，将泵间水路37闭阀。结果，使从第1泵31排出的冷却水不流入泵间水路37而是直接在第1水路33流动。因此，第1泵31与第2泵32被并联连结。
在步骤s105中，控制单元200算出用于使泵部3排出要求流量q_t的、目标的水压即要求水压p_t。在本控制方法中，控制单元200预先存储恒温器22开阀了的情况下的阻力曲线，控制单元200通过将要求流量q_t应用于阻力曲线而算出要求水压p_t。
在步骤s106中，控制单元200基于要求水压p_t，算出第1泵31的目标水压即第1要求水压p1_t以及第2泵32的目标水压即第2要求水压p2_t。在本控制方法中，由于第1泵31以及第2泵32被并联配置，所以控制单元200将第1要求水压p1_t和第2要求水压p2_t设定为要求水压p_t。
在步骤s107中，控制单元200控制第1泵31以及第2泵32，以使得第1泵31排出的冷却水的水压成为第1要求水压p1_t，第2泵32排出的冷却水的水压成为第2要求水压p2_t。当控制单元200结束步骤s107的处理时，本例程的处理结束。另一方面，在步骤s103中，在冷却水温度tw小于开阀温度twc的情况下，控制例程前进至步骤s108。
在步骤s108中，控制单元200输出用于将三通阀38设为第2切换位置的信号。当三通阀38从控制单元200接收信号时，将泵间水路37开阀，并且将冷却水通过第1水路33从三通阀38向合流点36流动的水路闭阀。因此，第1泵31与第2泵32被串联连结。
在步骤s109中，控制单元200算出用于使泵部3排出要求流量q_t的、目标的水压即要求水压p_t。在本控制方法中，控制单元200预先存储恒温器22闭阀了的情况下的阻力曲线，控制单元200通过将要求流量q_t应用于阻力曲线而算出要求水压p_t。
在步骤s110中，控制单元200基于要求水压p_t，算出第1泵31的目标水压即第1要求水压p1_t以及第2泵32的目标水压即第2要求水压p2_t。在本控制方法中，由于第1泵31以及第2泵32被串联配置，所以控制单元200以使得第1要求水压p1_t和第2要求水压p2_t合计得到的压力成为要求水压p_t的方式设定第1要求水压p1_t和第2要求水压p2_t。当控制单元200结束步骤s110的处理时，前进至步骤s107，控制单元200控制第1泵31以及第2泵32，并结束本例程的处理。
如上所述，在本发明的第1实施例中，控制单元200通过测定冷却水温度tw，从而间接测定流路阻力r，并根据冷却水温度tw而对第1泵31与第2泵32的串联、并联进行切换。在流路阻力r小的情况下，通过将第1泵31以及第2泵32并联连结，从而与将泵单独或串联连结的情况相比，能够增大流量。另一方面，在流路阻力r大的情况下，通过将第1泵31以及第2泵32串联连结，从而与将泵单独或并联连结的情况相比，能够增大流量。
对上述各实施例的内燃机的冷却装置的第2控制方法进行说明。本控制方法能够适用于上述第1实施例至第5实施例的所有的实施例。以下，代表性地对适用于第1实施例的情况进行说明。
第2控制方法在由于要求流量q_t足够少而能够利用单个泵排出要求流量q_t的情况下，仅使用第1泵31或第2泵32中的任一方的泵。以下，将用于判别是否能够通过使用单个泵而排出的流量称为“切换流量qc”。
参照图14简单地说明切换流量qc。图14是示出第2控制方法中的、泵的连结方法的变化的概略图。在本控制方法中，关于切换流量qc，在假定为流路阻力r成为最大了时、即阻力曲线为图14的虚线lrh时，将能够使用单个泵排出的流量q设定为切换流量qc。在该情况下，流量比切换流量qc少的区域成为能够用单个泵运转的区域(区域i’)。在本控制方法中，流量比切换流量qc多的区域即使在能够用单个泵处理的情况下，也使用多个泵排出冷却水。例如，流量比切换流量qc多且流量比基准流路阻力rc的阻力曲线多的区域成为将第1泵31以及第2泵32并联连结的区域(区域ii’)，流量比切换流量qc多且流量比基准流路阻力rc的阻力曲线少的区域成为将第1泵31以及第2泵32串联连结的区域(区域iii’)。
图15是示出与第2控制方法相关的、用于控制泵的例程的流程图。本例程以一定周期反复执行。
在步骤s101中，控制单元200算出要求流量q_t，控制例程前进至步骤s201。
在步骤s201中，控制单元200判别要求流量q_t是否比切换流量q_c多。在要求流量q_t比切换流量q_c多的情况下，为了使用多个泵使冷却水排出，控制例程前进至步骤s102。由于步骤s102以后的处理与第1控制方法相同，所以省略说明。另一方面，在要求流量q_t为切换流量q_c以下的情况下，为了使用单个泵使冷却水排出，控制例程前进至步骤s202。
在步骤s202中，控制单元200输出用于将三通阀38设为第1切换位置的信号。当三通阀38从控制单元200接收信号时，将泵间水路37闭阀。结果，从第1泵31排出的冷却水不流入泵间水路37而是直接在第1水路33流动。因此，第1泵31与第2泵32被并联连结。如上述那样将第1泵31与第2泵32并联连结是因为，若不将它们并联连结，则无法单独使用这些泵中的一方。这是由于在将第1泵31与第2泵32串联连结了的情况下，当将第1泵31和第2泵32中的任一方停止时，会导致冷却水不流动。
在步骤s203中，控制单元200算出用于使泵部3排出要求流量q_t的、目标的水压即要求水压p_t。
在步骤s204中，控制单元200基于要求水压p_t，算出第1泵31的目标水压即第1要求水压p1_t以及第2泵32的目标水压即第2要求水压p2_t。在本控制方法中，驱动第1泵31和第2泵32中的任一方。例如，在仅驱动第1泵31的情况下，控制单元200将第1要求水压p1_t设定为要求水压p_t，将第2要求水压p2_t设定为0。即，设定成仅驱动第1泵31，不驱动第2泵32。当步骤s204的处理结束时，控制例程前进至步骤s107，控制单元200控制第1泵31以及第2泵32，并结束本例程的处理。
在对泵部3的要求流量q_t比切换流量qc(预先设定的流量)少时，控制单元200(控制装置)不论恒温器22(水路切换装置)的状态如何均对三通阀38(泵切换装置)进行控制以将第1泵31与第2泵32并联连结，并且仅驱动第1泵31和第2泵32中的任一方。
根据上述那样的第2控制方法，与总是使用多个泵的情况相比，能够确保不使用单方的泵的期间，所以能够抑制泵的消耗。
对上述各实施例的内燃机的冷却装置的第3控制方法进行说明。本控制方法能够适用于上述第1实施例至第5实施例的所有的实施例。以下，代表性地对适用于第4实施例的情况进行说明。图16是示出与第3控制方法相关的、用于控制泵的例程的流程图。本例程以一定周期反复执行。
在上述第2控制方法中，在决定是将第1泵31以及第2泵32并联连结还是将第1泵31以及第2泵32串联连结之后，算出了要求水压p_t。相对于此，在本第3控制方法中，在算出要求流量q_t以及要求水压p_t之后，设定是将第1泵31以及第2泵32并联连结还是将第1泵31以及第2泵32串联连结。
在步骤s101中，在控制单元200算出要求流量q_t之后，控制例程前进至步骤s301。
在步骤s301中，控制单元200算出流路阻力r。在本控制方法中，首先，控制单元200检测恒温器22以及热交换开闭阀26的开闭状态。例如，与步骤s103同样地，控制单元200基于由水温传感器5取得了的冷却水温度tw，判别恒温器22的开闭状态。控制单元200通过确认控制单元200送至热交换开闭阀26的信号，从而判别热交换开闭阀26的开闭状态。
控制单元200算出与恒温器22以及热交换开闭阀26的开闭状态对应的流路阻力r。例如，控制单元200通过读取与记录在控制单元200中的恒温器22的开闭状态以及热交换开闭阀26的开闭状态对应的冷却水的路径的流路阻力r，从而算出流路阻力r。
在步骤s302中，控制单元200算出泵部3的要求水压p_t。例如，由于p_t＝r×q_t2的关系成立，所以在本控制方法中，基于该关系，使用要求流量q_t以及流路阻力r算出p_t。
在此，在本控制方法中，控制单元200存储了图8所示那样的、设定有与要求流量q_t和要求水压p_t对应的、泵的连结方法的映射。
在步骤s303中，控制单元200通过判别要求流量q_t以及要求水压p_t是否包含于图8中的区域i，从而判别是否能够单独使用泵。在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域i的情况下，为了单独驱动泵，控制例程前进至步骤s203。步骤s203以后的处理除了省略了步骤s204以外均与第2控制方法的步骤s203以及s205同样，所以省略说明。在要求流量q_t以及要求水压p_t不包含于区域i的情况下，控制例程前进至步骤s304。
在步骤s304中，控制单元200通过判别要求流量q_t以及要求水压p_t是否包含于图8中的区域ii，从而判别是否将泵并联连结。在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域ii的情况下，为了将泵并联连接，控制例程前进至步骤s104。步骤s104以后的处理除了省略了步骤s105以外均与第1控制方法同样，所以省略说明。在要求流量q_t以及要求水压p_t不包含于区域ii的情况下，控制例程前进至步骤s305。
在步骤s305中，控制单元200通过判别要求流量q_t以及要求水压p_t是否包含于图8中的区域iii，从而判别是否将泵串联连结。在要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域iii的情况下，为了将泵串联连结，控制例程前进至步骤s108。步骤s108以后的处理除了省略了步骤s109以外均与第1控制方法同样，所以省略说明。在要求流量q_t以及要求水压p_t不包含于区域iii的情况下，控制单元200结束本例程的处理。泵的性能以及冷却回路被设计成，即使使用于冷却内燃机主体1的条件最为严格，也能够供给要求的量的冷却水。因此，通常，在步骤s305中，要求流量q_t以及要求水压p_t包含于区域iii。因此，也可以是，在步骤s305中，在要求流量q_t以及要求水压p_t不包含于区域iii的情况下，控制单元200判别为存在异常，进行用于应对异常的处理。