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JP2016056760A - Engine cooling device - Google Patents

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JP2016056760A
JP2016056760A JP2014184939A JP2014184939A JP2016056760A JP 2016056760 A JP2016056760 A JP 2016056760A JP 2014184939 A JP2014184939 A JP 2014184939A JP 2014184939 A JP2014184939 A JP 2014184939A JP 2016056760 A JP2016056760 A JP 2016056760A
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JP
Japan
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water pump
engine
temperature
switching valve
cooling water
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014184939A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
聡 藪
Satoshi Yabu
聡 藪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2014184939A priority Critical patent/JP2016056760A/en
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine cooling device which can improve a warm-up efficiency and sufficiently increase a circulation flow rate of cooling water, when cooling an engine in the combination of a mechanical water pump and an electrical water pump.SOLUTION: An engine cooling device 100 includes a mechanical water pump 10 which is driven by an engine 91 and is rotated synchronously with a rotation of the engine 91, an electrical water pump 20 which is provided in parallel with the mechanical water pump 10 and can change its revolution speed independently from the rotation of the engine 91, and a first switch valve 30 which is provided in a discharge side of the mechanical water pump 10, is opened when a temperature Tw of cooling water is higher than a first threshold value temperature T1, and blocks the flow from the mechanical water pump 10 when the temperature Tw of cooling water is equal to or less than the first threshold value temperature T1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、エンジン冷却装置に関し、特に、機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとを備えたエンジン冷却装置に関する。   The present invention relates to an engine cooling device, and more particularly to an engine cooling device including a mechanical water pump and an electric water pump.

従来、機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとを備えたエンジン冷却装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, an engine cooling device including a mechanical water pump and an electric water pump is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献1には、エンジン内に冷却水を循環させる冷却水循環経路と、冷却水循環経路に設けられた機械式ウォータポンプおよび電動ウォータポンプとを備えたエンジン冷却装置が開示されている。この特許文献1に記載のエンジン冷却装置では、冷却水循環経路中に機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとが直列的に配置されている。このエンジン冷却装置では、機械式ウォータポンプがメインウォータポンプであり、エンジンの回転に連動して常時冷却水を循環させるように作動する。電動ウォータポンプはサブウォータポンプであり、冷却水の温度が所定の閾値以上で、かつ、エンジンが低速回転のときだけ機械式ウォータポンプと共に(両方同時に)作動する。なお、電動ウォータポンプが設置される流路には、電動ウォータポンプの吐出側と吸込側とを連通させる迂回路が設けられ、制御弁によって迂回路が開閉する。電動ウォータポンプの作動時には、制御弁が迂回路を閉鎖することにより、機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとが循環系路上で直列に接続されることになる。   Patent Document 1 discloses an engine cooling device including a cooling water circulation path for circulating cooling water in an engine, and a mechanical water pump and an electric water pump provided in the cooling water circulation path. In the engine cooling device described in Patent Document 1, a mechanical water pump and an electric water pump are arranged in series in the coolant circulation path. In this engine cooling apparatus, the mechanical water pump is a main water pump, and operates so as to constantly circulate cooling water in conjunction with the rotation of the engine. The electric water pump is a sub-water pump, and operates with the mechanical water pump (both simultaneously) only when the temperature of the cooling water is equal to or higher than a predetermined threshold and the engine is rotating at a low speed. A flow path in which the electric water pump is installed is provided with a bypass that connects the discharge side and the suction side of the electric water pump, and the bypass is opened and closed by the control valve. When the electric water pump is in operation, the control valve closes the detour so that the mechanical water pump and the electric water pump are connected in series on the circulation path.

特開平4−109028号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-109028

しかしながら、上記特許文献1に記載されたエンジン冷却装置では、第1に、エンジンの回転に連動する機械式ウォータポンプが常時冷却水を循環させるため、暖機を促進したいエンジン始動直後から冷却水が循環してしまい、暖機効率が低いという問題点がある。第2に、機械式ウォータポンプおよび電動ウォータポンプの両方を作動させる場合、直列に接続されたポンプ同士が互いに通水抵抗となる。その結果、機械式ウォータポンプおよび電動ウォータポンプの両方を作動させても、冷却水の循環流量を増加する効果が十分に発揮されないという問題点がある。   However, in the engine cooling device described in Patent Document 1, first, since a mechanical water pump that interlocks with the rotation of the engine constantly circulates the cooling water, the cooling water is generated immediately after the engine is started to be warmed up. It circulates and there is a problem that the warm-up efficiency is low. Secondly, when both the mechanical water pump and the electric water pump are operated, the pumps connected in series have water resistance. As a result, there is a problem that even if both the mechanical water pump and the electric water pump are operated, the effect of increasing the circulating flow rate of the cooling water is not sufficiently exhibited.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとを組み合わせてエンジンの冷却を行う場合に、暖機効率を向上させ、かつ、冷却水の循環流量を十分に増加させることが可能なエンジン冷却装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to warm up the engine when a mechanical water pump and an electric water pump are combined to cool the engine. It is an object of the present invention to provide an engine cooling device capable of improving efficiency and sufficiently increasing the circulating flow rate of cooling water.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるエンジン冷却装置は、エンジンにより駆動され、エンジンの回転に同期して回転する機械式ウォータポンプと、機械式ウォータポンプと並列的に配置され、エンジンの回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプと、機械式ウォータポンプの吐出側に配置され、冷却水の温度が第1しきい値温度よりも高い場合に開放され、冷却水の温度が第1しきい値温度以下の場合に機械式ウォータポンプの流れを遮断する第1切替弁と、を備える。   To achieve the above object, an engine cooling device according to one aspect of the present invention is driven by an engine and is rotated in synchronization with the rotation of the engine, and is arranged in parallel with the mechanical water pump. An electric water pump capable of changing the rotation speed independently of the engine rotation and a discharge side of the mechanical water pump, and is opened when the temperature of the cooling water is higher than the first threshold temperature. A first switching valve that shuts off the flow of the mechanical water pump when the temperature of the water is equal to or lower than the first threshold temperature.

この発明の一の局面によるエンジン冷却装置では、上記のように、エンジンの回転に同期して回転する機械式ウォータポンプと、機械式ウォータポンプと並列的に配置され、エンジンの回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプとを設けるとともに、機械式ウォータポンプの吐出側に配置され、冷却水の温度が第1しきい値温度よりも高い場合に開放され、冷却水の温度が第1しきい値温度以下の場合に機械式ウォータポンプの流れを遮断する第1切替弁を設ける。これにより、冷却水の温度が第1しきい値温度以下となるエンジン始動直後の冷間時には、エンジンの回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプのみを用いて冷却水の循環を抑制することができるので、エンジンの回転と無関係に冷却水の循環を停止させたり、ごく少ない流量で冷却水を循環させたりすることができる。その結果、暖機を促進したいエンジン始動直後にも、エンジンの回転と無関係に冷却水の循環流量を絞って暖機効率を向上させることができる。   In the engine cooling device according to one aspect of the present invention, as described above, the mechanical water pump that rotates in synchronization with the rotation of the engine and the mechanical water pump are arranged in parallel with each other regardless of the rotation of the engine. An electric water pump capable of changing the rotation speed and disposed on the discharge side of the mechanical water pump, and is opened when the temperature of the cooling water is higher than the first threshold temperature. A first switching valve is provided that shuts off the flow of the mechanical water pump when the temperature is equal to or lower than one threshold temperature. As a result, at the time of cold immediately after engine startup when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the first threshold temperature, the cooling water is circulated using only the electric water pump that can change the rotation speed regardless of the rotation of the engine. Since it can be suppressed, the circulation of the cooling water can be stopped regardless of the rotation of the engine, or the cooling water can be circulated at a very small flow rate. As a result, it is possible to improve the warming-up efficiency by reducing the circulating flow rate of the cooling water regardless of the engine rotation immediately after the engine is started to promote the warm-up.

また、機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとを並列的に配置することによって、冷却水の温度が第1しきい値温度よりも高くなって機械式ウォータポンプおよび電動ウォータポンプの両方を作動させる場合でも、各ポンプが互いに通水抵抗となることがない。その結果、機械式ウォータポンプおよび電動ウォータポンプの両方を作動させる場合にも、冷却水の循環流量を増加させることができる。   Further, when the mechanical water pump and the electric water pump are arranged in parallel, the temperature of the cooling water becomes higher than the first threshold temperature, and both the mechanical water pump and the electric water pump are operated. However, the pumps do not become resistance to water flow. As a result, even when both the mechanical water pump and the electric water pump are operated, the circulating flow rate of the cooling water can be increased.

上記一の局面によるエンジン冷却装置において、好ましくは、冷却水を冷却するラジエータと、ラジエータと電動ウォータポンプとの間に配置され、冷却水の温度が第2しきい値温度よりも高い場合に開放され、冷却水の温度が第2しきい値温度以下の場合にラジエータから電動ウォータポンプへの流れを遮断する第2切替弁をさらに備える。このように構成すれば、冷却水の温度が第2しきい値温度以下となる暖機中の場合には、ラジエータ側に冷却水を循環させないようにすることができるので、暖機効率を向上させることができる。また、冷却水の温度が第1しきい値温度および第2しきい値温度の両方よりも高くなる場合には、電動ウォータポンプおよび機械式ウォータポンプの両方を並列で作動させてラジエータに流す冷却水の流量を十分に確保することができる。これにより、冷却水の温度が高い場合の放熱性能も向上させることができる。   In the engine cooling device according to the above aspect, the radiator is preferably disposed between the radiator for cooling the cooling water and the radiator and the electric water pump, and is opened when the temperature of the cooling water is higher than the second threshold temperature. And a second switching valve that shuts off a flow from the radiator to the electric water pump when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the second threshold temperature. With this configuration, when the temperature of the cooling water is warming up to the second threshold temperature or less, the cooling water can be prevented from circulating to the radiator side, so that the warming up efficiency is improved. Can be made. In addition, when the temperature of the cooling water is higher than both the first threshold temperature and the second threshold temperature, cooling is performed by operating both the electric water pump and the mechanical water pump in parallel to flow to the radiator. Sufficient water flow rate can be secured. Thereby, the heat dissipation performance when the temperature of the cooling water is high can also be improved.

この場合、好ましくは、第1切替弁の第1しきい値温度は、第2切替弁の第2しきい値温度以上である。このように構成すれば、少なくとも第1切替弁が開放されて電動ウォータポンプおよび機械式ウォータポンプの両方を並列で作動させる場合には、第2切替弁も開放されて冷却水をラジエータに流すことができる。これにより、ラジエータに冷却水を流す場合に、電動ウォータポンプによる流量に機械式ウォータポンプによる流量分を上乗せすることができるので、冷却水の温度が高い場合の放熱性能を容易に確保することができる。   In this case, preferably, the first threshold temperature of the first switching valve is equal to or higher than the second threshold temperature of the second switching valve. With this configuration, when at least the first switching valve is opened and both the electric water pump and the mechanical water pump are operated in parallel, the second switching valve is also opened and the cooling water is allowed to flow to the radiator. Can do. As a result, when cooling water is allowed to flow through the radiator, the flow rate by the mechanical water pump can be added to the flow rate by the electric water pump, so that heat dissipation performance can be easily ensured when the temperature of the cooling water is high. it can.

上記一の局面によるエンジン冷却装置において、好ましくは、電動ウォータポンプは、第1切替弁が閉じている場合にも作動可能なように構成されている。このように構成すれば、冷却水の温度が第1しきい値温度以下となる期間は、電動ウォータポンプのみを単独で動作させておくことができる。これにより、エンジンの回転に連動する機械式ウォータポンプを単独で動作させる場合と異なり、エンジンの回転と無関係に冷却水の流量制御を細かく行うことができる。そのため、冷却水の温度が低い場合でも、冷却水の流量を最適流量にするようにポンプを制御することができる。   In the engine cooling apparatus according to the above aspect, the electric water pump is preferably configured to be operable even when the first switching valve is closed. If comprised in this way, only the electric water pump can be operated independently in the period when the temperature of cooling water becomes below 1st threshold temperature. Thereby, unlike the case where the mechanical water pump interlocked with the rotation of the engine is operated alone, the flow rate of the cooling water can be finely controlled regardless of the rotation of the engine. For this reason, even when the temperature of the cooling water is low, the pump can be controlled so that the flow rate of the cooling water becomes the optimum flow rate.

この場合、好ましくは、電動ウォータポンプは、冷却水の温度が第1しきい値温度よりも低い第3しきい値温度以下の場合で、かつ、エンジン回転数が所定の回転数よりも高いか、または、エンジン負荷率が所定の負荷率よりも高い場合に、作動するように構成されている。このように構成すれば、少なくとも、冷却水の温度が第3しきい値温度以下の冷間時であっても、エンジンが高回転または高負荷となる場合には、電動ウォータポンプを作動させることができる。これにより、冷却水の急激な温度上昇を抑制することができる。   In this case, preferably, the electric water pump is configured so that the temperature of the cooling water is equal to or lower than a third threshold temperature lower than the first threshold temperature, and whether the engine speed is higher than a predetermined speed. Alternatively, it is configured to operate when the engine load factor is higher than a predetermined load factor. If comprised in this way, even if the temperature of a cooling water is the cold time below a 3rd threshold temperature, when an engine becomes a high rotation or a high load, an electric water pump is operated. Can do. Thereby, the rapid temperature rise of cooling water can be suppressed.

上記第2切替弁を備える構成において、好ましくは、第1切替弁および第2切替弁は、共に、サーモスタット弁からなる。このように構成すれば、電気的な制御を要することなく、所定のしきい値温度(第1しきい値温度、第2しきい値温度)に達した場合に自動的に開閉可能な切替弁を設けることができる。これにより、第1および第2切替弁を開閉するための制御的な構成を簡素化することができる。   In the configuration including the second switching valve, preferably, both the first switching valve and the second switching valve are thermostat valves. If comprised in this way, the switching valve which can be opened and closed automatically when predetermined threshold temperature (1st threshold temperature, 2nd threshold temperature) is reached, without requiring electrical control Can be provided. Thereby, the control structure for opening and closing the first and second switching valves can be simplified.

なお、本出願では、上記一の局面によるエンジン冷却装置において、以下のような構成も考えられる。   In the present application, the following configuration is also conceivable in the engine cooling device according to the above aspect.

(付記項1)
すなわち、上記第1切替弁の第1しきい値温度が第2切替弁の第2しきい値温度以上であるエンジン冷却装置において、第1切替弁の第1しきい値温度は、第2切替弁の第2しきい値温度よりも高く設定されており、冷却水の温度が第2しきい値温度に達してラジエータの流れが開放されている暖機完了後の場合にも、冷却水の温度が第1しきい値温度以下の場合には、機械式ウォータポンプの流れが第1切替弁により遮断されるように構成されている。
(Additional item 1)
That is, in the engine cooling device in which the first threshold temperature of the first switching valve is equal to or higher than the second threshold temperature of the second switching valve, the first threshold temperature of the first switching valve is the second switching temperature. Even after the warm-up is completed, the temperature of the cooling water is set to be higher than the second threshold temperature of the valve, the temperature of the cooling water reaches the second threshold temperature, and the flow of the radiator is released. When the temperature is equal to or lower than the first threshold temperature, the flow of the mechanical water pump is blocked by the first switching valve.

(付記項2)
また、上記電動ウォータポンプが、冷却水の温度が第3しきい値温度以下の場合で、かつ、エンジン回転数が所定の回転数よりも高いか、または、エンジン負荷率が所定の負荷率よりも高い場合に、作動する構成のエンジン冷却装置において、電動ウォータポンプは、冷却水の温度が第3しきい値温度以下の場合で、かつ、エンジン回転数が所定の回転数以下であり、かつ、エンジン負荷率が所定の負荷率以下の場合には、停止するように構成されている。
(Appendix 2)
In the electric water pump, when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the third threshold temperature and the engine speed is higher than the predetermined speed, or the engine load factor is higher than the predetermined load factor. In the engine cooling device configured to operate when the temperature is higher, the electric water pump is configured such that the temperature of the cooling water is equal to or lower than a third threshold temperature, and the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed. When the engine load factor is equal to or lower than the predetermined load factor, the engine load factor is configured to stop.

(付記項3)
また、上記電動ウォータポンプが、冷却水の温度が第3しきい値温度以下の場合で、かつ、エンジン回転数が所定の回転数よりも高いか、または、エンジン負荷率が所定の負荷率よりも高い場合に作動する構成のエンジン冷却装置において、電動ウォータポンプは、冷却水の温度が第3しきい値温度よりも高い場合に作動するように構成されている。
(Additional Item 3)
In the electric water pump, when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the third threshold temperature and the engine speed is higher than the predetermined speed, or the engine load factor is higher than the predetermined load factor. In the engine cooling device configured to operate when the temperature is higher, the electric water pump is configured to operate when the temperature of the cooling water is higher than the third threshold temperature.

(付記項4)
また、上記一の局面によるエンジン冷却装置において、電動ウォータポンプの吐出側または吸込側に設けられた逆止弁をさらに備える。
(Appendix 4)
The engine cooling apparatus according to the above aspect further includes a check valve provided on the discharge side or suction side of the electric water pump.

本発明によれば、上記のように、機械式ウォータポンプと電動ウォータポンプとを組み合わせてエンジンの冷却を行う場合に、暖機効率を向上させ、かつ、冷却水の循環流量を十分に増加させることが可能なエンジン冷却装置を提供することができる。   According to the present invention, as described above, when the engine is cooled by combining the mechanical water pump and the electric water pump, the warm-up efficiency is improved and the circulating flow rate of the cooling water is sufficiently increased. It is possible to provide an engine cooling device that can be used.

本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の全体構成を示したブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an engine cooling device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の動作状態1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation state 1 of the engine cooling device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の動作状態2を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation state 2 of the engine cooling device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の動作状態3を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation state 3 of the engine cooling device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の動作状態4を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operation state 4 of the engine cooling device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の電動ウォータポンプの動作制御処理を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the operation control process of the electric water pump of the engine cooling device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の動作状態の遷移条件を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the transition conditions of the operation state of the engine cooling device by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置の変形例における第1切替弁および第2切替弁の開閉制御処理を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the opening / closing control processing of the 1st switching valve and the 2nd switching valve in the modification of the engine cooling device by one Embodiment of this invention.

まず、図1〜図7を参照して、本発明の一実施形態によるエンジン冷却装置100の構成について説明する。   First, with reference to FIGS. 1-7, the structure of the engine cooling device 100 by one Embodiment of this invention is demonstrated.

本実施形態によるエンジン冷却装置100は、図1に示すように、自動車などの車両90に搭載されたエンジン91を冷却する装置であり、車両90に設けられている。エンジン冷却装置100は、機械式ウォータポンプ10と、電動ウォータポンプ20と、第1切替弁30とを備えている。また、エンジン冷却装置100は、第2切替弁40と、ラジエータ50とを備えている。エンジン冷却装置100は、これらの各部を接続して冷却水(クーラント)を流通させる配管部60を備えている。各構成要素が配管部60により順次接続されることにより、エンジン冷却装置100には、循環経路C1およびC2が形成されている。循環経路C1には、ラジエータ50が配置されている。循環経路C2には、車両90に設けられるヒータコア92aなどの熱利用デバイス92が配置されている。   As shown in FIG. 1, the engine cooling device 100 according to the present embodiment is a device that cools an engine 91 mounted on a vehicle 90 such as an automobile, and is provided in the vehicle 90. The engine cooling device 100 includes a mechanical water pump 10, an electric water pump 20, and a first switching valve 30. The engine cooling device 100 includes a second switching valve 40 and a radiator 50. The engine cooling device 100 includes a pipe part 60 that connects these parts and distributes coolant (coolant). Circulating paths C <b> 1 and C <b> 2 are formed in the engine cooling device 100 by sequentially connecting the respective constituent elements by the piping unit 60. A radiator 50 is disposed in the circulation path C1. A heat utilization device 92 such as a heater core 92a provided in the vehicle 90 is disposed in the circulation path C2.

また、車両90には、エンジン91を制御するための制御部(Engine Control Unit;ECU)93が設けられている。制御部93においては、イグニションコイル(図示せず)への印加電圧が電気的に計数されてエンジン91の回転数が把握される。また、吸気路中のスロットル開度の検出結果に基づいてエンジン91の負荷が把握される。また、エンジン91と熱利用デバイス92との間(エンジン91の冷却水出口)に設けられた温度センサ94の検出信号に基づいて、エンジン91の内部の冷却水の温度(エンジン水温)Twが制御部93により把握される。また、エンジン冷却装置100においては、電動ウォータポンプ20が制御部93により駆動制御される。   In addition, the vehicle 90 is provided with a control unit (Engine Control Unit; ECU) 93 for controlling the engine 91. In the controller 93, the voltage applied to the ignition coil (not shown) is electrically counted to determine the rotational speed of the engine 91. Further, the load of the engine 91 is grasped based on the detection result of the throttle opening in the intake passage. The temperature of the cooling water (engine water temperature) Tw inside the engine 91 is controlled based on a detection signal of a temperature sensor 94 provided between the engine 91 and the heat utilization device 92 (cooling water outlet of the engine 91). It is grasped by the unit 93. In engine cooling device 100, electric water pump 20 is driven and controlled by control unit 93.

エンジン91には、図示しない冷却水流路が設けられており、冷却水流路の入口および出口がそれぞれ配管部60に接続されている。エンジン91の入口側は第1切替弁30に接続され、エンジン91の出口側はラジエータ50および熱利用デバイス92にそれぞれ接続されている。エンジン91の冷却水流路の出口側には、上述の温度センサ94が設けられている。温度センサ94は、エンジン91の冷却水流路内に設けられていてもよい。   The engine 91 is provided with a cooling water passage (not shown), and an inlet and an outlet of the cooling water passage are connected to the pipe portion 60, respectively. The inlet side of the engine 91 is connected to the first switching valve 30, and the outlet side of the engine 91 is connected to the radiator 50 and the heat utilization device 92, respectively. The temperature sensor 94 described above is provided on the outlet side of the cooling water flow path of the engine 91. The temperature sensor 94 may be provided in the cooling water flow path of the engine 91.

機械式ウォータポンプ10は、吐出側が第1切替弁30に接続され、吸込側がラジエータ50に接続されている。機械式ウォータポンプ10は、エンジン91内に冷却水を強制的に循環させる機能を有している。機械式ウォータポンプ10には、たとえば、遠心式の渦巻きポンプが使用される。機械式ウォータポンプ10は、エンジン91により駆動され、エンジン91の回転に同期して回転する。たとえば、機械式ウォータポンプ10は、クランクシャフト(図示せず)の軸動力がクランクプーリ(図示せず)および補機駆動用ベルト(図示せず)を介して伝達されることにより、エンジン91の回転に同期して回転される。機械式ウォータポンプ10からの冷却水の吐出量は、エンジン91の回転数に比例する。   The mechanical water pump 10 has a discharge side connected to the first switching valve 30 and a suction side connected to the radiator 50. The mechanical water pump 10 has a function of forcibly circulating cooling water in the engine 91. For the mechanical water pump 10, for example, a centrifugal centrifugal pump is used. The mechanical water pump 10 is driven by the engine 91 and rotates in synchronization with the rotation of the engine 91. For example, the mechanical water pump 10 is configured such that the shaft power of a crankshaft (not shown) is transmitted via a crank pulley (not shown) and an auxiliary machine driving belt (not shown). It is rotated in synchronization with the rotation. The discharge amount of the cooling water from the mechanical water pump 10 is proportional to the rotational speed of the engine 91.

電動ウォータポンプ20は、吐出側が第1切替弁30に接続され、吸込側が第2切替弁40に接続されている。電動ウォータポンプ20は、機械式ウォータポンプ10と並列的に配置されている。すなわち、機械式ウォータポンプ10の吐出側と電動ウォータポンプ20の吐出側とは、エンジン91との間に配置された第1切替弁30にそれぞれ並列的に接続されており、第1切替弁30を介してエンジン91に接続されている。   The electric water pump 20 has a discharge side connected to the first switching valve 30 and a suction side connected to the second switching valve 40. The electric water pump 20 is arranged in parallel with the mechanical water pump 10. That is, the discharge side of the mechanical water pump 10 and the discharge side of the electric water pump 20 are connected in parallel to the first switching valve 30 disposed between the engine 91 and the first switching valve 30. To the engine 91.

また、電動ウォータポンプ20は、エンジン91の回転とは無関係に回転速度を変化可能なように構成されている。電動ウォータポンプ20は、電動モータ(図示せず)と、電動モータにより回転駆動されるインペラ(図示せず)とを含む。電動ウォータポンプ20では、エンジン91の回転とは無関係に電動モータの回転数制御によってインペラの回転速度が変化可能である。つまり、電動ウォータポンプ20は、吐出量を任意に増減可能である。電動ウォータポンプ20は、制御部93の制御により、冷却水の温度Twと、エンジン91の回転数Neと、エンジン91の負荷率KLとに応じて回転速度(吐出量)を変化させるように構成されている。本実施形態では、電動ウォータポンプ20は、第1切替弁30が閉じている場合にも作動可能なように構成されている。電動ウォータポンプ20の詳細な動作については、後述する。   Further, the electric water pump 20 is configured to be able to change the rotation speed regardless of the rotation of the engine 91. Electric water pump 20 includes an electric motor (not shown) and an impeller (not shown) that is rotationally driven by the electric motor. In the electric water pump 20, the rotation speed of the impeller can be changed by controlling the rotation speed of the electric motor regardless of the rotation of the engine 91. That is, the electric water pump 20 can arbitrarily increase or decrease the discharge amount. The electric water pump 20 is configured to change the rotation speed (discharge amount) according to the temperature Tw of the cooling water, the rotation speed Ne of the engine 91, and the load factor KL of the engine 91 under the control of the control unit 93. Has been. In the present embodiment, the electric water pump 20 is configured to be operable even when the first switching valve 30 is closed. Detailed operation of the electric water pump 20 will be described later.

第1切替弁30は、機械式ウォータポンプ10の吐出側に配置されている。第1切替弁30は、三方弁であり、機械式ウォータポンプ10の吐出側に接続する流路61と、電動ウォータポンプ20の吐出側に接続する流路62と、エンジン91に接続する流路63とを、それぞれ接続している。第1切替弁30は、流路62と流路63とを常時連通状態で接続するとともに、流路62および流路63に対する流路61の接続および遮断を切り替え可能に構成されている。第1切替弁30は、開状態(接続状態)において、流路62および流路63に対して流路61を接続して、機械式ウォータポンプ10の流れをエンジン91側に開放する。第1切替弁30は、閉状態(遮断状態)において、流路62および流路63に対して流路61を遮断し、機械式ウォータポンプ10の流れを遮断する。   The first switching valve 30 is disposed on the discharge side of the mechanical water pump 10. The first switching valve 30 is a three-way valve, and a flow path 61 connected to the discharge side of the mechanical water pump 10, a flow path 62 connected to the discharge side of the electric water pump 20, and a flow path connected to the engine 91. 63 are connected to each other. The first switching valve 30 is configured to connect the flow path 62 and the flow path 63 in a constantly communicating state, and to be able to switch connection and blocking of the flow path 61 with respect to the flow path 62 and the flow path 63. In the open state (connected state), the first switching valve 30 connects the flow path 61 to the flow path 62 and the flow path 63 to open the flow of the mechanical water pump 10 to the engine 91 side. In the closed state (blocked state), the first switching valve 30 blocks the channel 61 with respect to the channel 62 and the channel 63 and blocks the flow of the mechanical water pump 10.

本実施形態では、第1切替弁30の切替動作のしきい値温度(開弁温度)がT1に設定されている。すなわち、第1切替弁30は、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1よりも高い場合に開放され(開状態となり)、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1以下の場合に機械式ウォータポンプ10の流れを遮断する(閉状態となる)ように構成されている。   In the present embodiment, the threshold temperature (opening temperature) of the switching operation of the first switching valve 30 is set to T1. That is, the first switching valve 30 is opened when the temperature Tw of the cooling water is higher than the first threshold temperature T1 (becomes open), and the temperature Tw of the cooling water is equal to or lower than the first threshold temperature T1. In such a case, the flow of the mechanical water pump 10 is cut off (closed).

第2切替弁40は、ラジエータ50と電動ウォータポンプ20との間に配置されている。第2切替弁40は、三方弁であり、電動ウォータポンプ20との間の流路64と、ラジエータ50の出口側に接続する流路65と、熱利用デバイス92の出口側に接続する流路66とを、それぞれ接続している。第2切替弁40は、流路64と流路66とを常時連通状態で接続するとともに、流路64および流路66に対する流路65の接続および遮断を切り替え可能に構成されている。第2切替弁40は、開状態(接続状態)において、流路64および流路66に対して流路65を接続して、ラジエータ50側に冷却水を流通させる(循環経路C1を接続する)。第2切替弁40は、閉状態(遮断状態)において、流路64および流路66に対して流路65を遮断し、ラジエータ50の流れを遮断する(循環経路C1を遮断する)。   The second switching valve 40 is disposed between the radiator 50 and the electric water pump 20. The second switching valve 40 is a three-way valve, and includes a flow path 64 between the electric water pump 20, a flow path 65 connected to the outlet side of the radiator 50, and a flow path connected to the outlet side of the heat utilization device 92. 66 are connected to each other. The second switching valve 40 is configured to connect the flow path 64 and the flow path 66 in a constantly communicating state, and to switch between connection and blocking of the flow path 65 with respect to the flow path 64 and the flow path 66. In the open state (connected state), the second switching valve 40 connects the flow path 65 to the flow path 64 and the flow path 66 so that the coolant flows through the radiator 50 (connects the circulation path C1). . In the closed state (blocked state), the second switching valve 40 blocks the channel 65 with respect to the channel 64 and the channel 66 and blocks the flow of the radiator 50 (blocks the circulation path C1).

本実施形態では、第2切替弁40の切替動作のしきい値温度(開弁温度)がT2に設定されている。すなわち、第2切替弁40は、冷却水の温度Twが第2しきい値温度T2よりも高い場合に開放され(開状態となり)、冷却水の温度Twが第2しきい値温度T2以下の場合にラジエータ50の流れを遮断する(閉状態となる)。   In the present embodiment, the threshold temperature (opening temperature) of the switching operation of the second switching valve 40 is set to T2. That is, the second switching valve 40 is opened (becomes open) when the cooling water temperature Tw is higher than the second threshold temperature T2, and the cooling water temperature Tw is equal to or lower than the second threshold temperature T2. In this case, the flow of the radiator 50 is blocked (becomes closed).

ここで、第1切替弁30の第1しきい値温度T1は、好ましくは、第2切替弁40の第2しきい値温度T2以上である。本実施形態では、第1切替弁30の第1しきい値温度T1は、第2切替弁40の第2しきい値温度T2よりも高い(T2<T1)。なお、本実施形態では、電動ウォータポンプ20の作動に関わる冷却水のしきい値温度として、第1しきい値温度T1よりも低い第3しきい値温度T3が設定されている。   Here, the first threshold temperature T1 of the first switching valve 30 is preferably equal to or higher than the second threshold temperature T2 of the second switching valve 40. In the present embodiment, the first threshold temperature T1 of the first switching valve 30 is higher than the second threshold temperature T2 of the second switching valve 40 (T2 <T1). In the present embodiment, a third threshold temperature T3 lower than the first threshold temperature T1 is set as the threshold temperature of the cooling water related to the operation of the electric water pump 20.

以上の構成により、循環経路C2は、電動ウォータポンプ20、第1切替弁30、エンジン91、熱利用デバイス92および第2切替弁40を通って常時連通する循環経路となっている。   With the above configuration, the circulation path C <b> 2 is a circulation path that always communicates with the electric water pump 20, the first switching valve 30, the engine 91, the heat utilization device 92, and the second switching valve 40.

また、循環経路C1は、電動ウォータポンプ20、第1切替弁30、エンジン91、ラジエータ50および第2切替弁40を通り、第2切替弁40が開状態の場合にのみ連通する循環経路となっている。第2切替弁40が閉状態の場合にはラジエータ50からの冷却水が第2切替弁40により遮断される。さらに、循環経路C1では、第1切替弁30が開状態の場合に流路61が開放(連通)されて、電動ウォータポンプ20と機械式ウォータポンプ10とがエンジン91に対して並列的に接続される。第1切替弁30が閉状態の場合には機械式ウォータポンプ10の流れが遮断される(ラジエータ50からの冷却水が第1切替弁30により遮断される)。   The circulation path C1 is a circulation path that passes through the electric water pump 20, the first switching valve 30, the engine 91, the radiator 50, and the second switching valve 40 and communicates only when the second switching valve 40 is open. ing. When the second switching valve 40 is in the closed state, the cooling water from the radiator 50 is blocked by the second switching valve 40. Further, in the circulation path C1, when the first switching valve 30 is in the open state, the flow path 61 is opened (communication), and the electric water pump 20 and the mechanical water pump 10 are connected to the engine 91 in parallel. Is done. When the first switching valve 30 is closed, the flow of the mechanical water pump 10 is blocked (cooling water from the radiator 50 is blocked by the first switching valve 30).

なお、構成上は、循環経路C1は、第1切替弁30および第2切替弁40のいずれか一方が開状態になれば、エンジン91とラジエータ50とに冷却水を循環させることが可能である。しかし、本実施形態では、第1しきい値温度T1>第2しきい値温度T2となっているため、第1切替弁30のみが開放されることはない。その結果、本実施形態では、第2切替弁40が循環経路C1の接続および遮断の切替弁として機能し、第1切替弁30が循環経路C1への機械式ウォータポンプ10の接続および遮断の切替弁として機能する。   In terms of the configuration, the circulation path C1 can circulate cooling water between the engine 91 and the radiator 50 when one of the first switching valve 30 and the second switching valve 40 is opened. . However, in the present embodiment, since the first threshold temperature T1> the second threshold temperature T2, the first switching valve 30 alone is not opened. As a result, in this embodiment, the second switching valve 40 functions as a switching valve for connecting and shutting off the circulation path C1, and the first switching valve 30 switches between connecting and shutting off the mechanical water pump 10 to the circulation path C1. Acts as a valve.

流路63、流路62および流路64は、循環経路C1および循環経路C2の共通部分C3となっている。したがって、循環経路C2は、流路63、流路62、流路64および流路66を含む。また、循環経路C1は、流路63、流路62、流路64および流路65を含み、第1切替弁30が開状態の場合に流路61および機械式ウォータポンプ10が共通部分C3(循環経路C1)に接続される。   The flow path 63, the flow path 62, and the flow path 64 are common portions C3 of the circulation path C1 and the circulation path C2. Therefore, the circulation path C2 includes the flow path 63, the flow path 62, the flow path 64, and the flow path 66. Further, the circulation path C1 includes a flow path 63, a flow path 62, a flow path 64, and a flow path 65. When the first switching valve 30 is in an open state, the flow path 61 and the mechanical water pump 10 have a common portion C3 ( It is connected to the circulation path C1).

本実施形態では、第1切替弁30および第2切替弁40は、共に、サーモスタット弁からなる。第1切替弁30および第2切替弁40は、それぞれ冷却水の感温部を有し、感温部における冷却水の温度Twが各しきい値温度(T1、T2)を超えると、弁体が開弁側に移動して第1切替弁30および第2切替弁40が開状態に切り替わる。しきい値温度は、サーモスタット弁が開弁を開始する温度であり、しきい値温度以上では、温度上昇とに伴って弁開度が大きくなる。   In the present embodiment, the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are both thermostat valves. The first switching valve 30 and the second switching valve 40 each have a cooling water temperature sensing portion, and when the temperature Tw of the cooling water in the temperature sensing portion exceeds each threshold temperature (T1, T2), the valve body Moves to the valve opening side, and the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are switched to the open state. The threshold temperature is a temperature at which the thermostat valve starts to open. Above the threshold temperature, the valve opening increases with an increase in temperature.

なお、第1切替弁30および第2切替弁40は、電磁弁(ソレノイドバルブ)やモータ式のロータリーバルブなど、アクチュエータの駆動によって開閉を行う切替弁であってもよい。この場合、冷却水の温度Twは温度センサ94から取得され、制御部93によって開閉制御が行われる。   In addition, the 1st switching valve 30 and the 2nd switching valve 40 may be switching valves which open and close by the drive of an actuator, such as a solenoid valve (solenoid valve) and a motor-type rotary valve. In this case, the temperature Tw of the cooling water is acquired from the temperature sensor 94, and opening / closing control is performed by the control unit 93.

ラジエータ50は、循環経路C1において、入口側がエンジン91に接続され、出口側が流路65を介して第2切替弁40と機械式ウォータポンプ10とにそれぞれ接続されている。ラジエータ50は、冷却水を冷却するように構成されている。すなわち、ラジエータ50では、エンジン91内を流通して高温になった冷却水と、車外から取り込んだ空気(外気)との熱交換が行われる。   The radiator 50 has an inlet side connected to the engine 91 and an outlet side connected to the second switching valve 40 and the mechanical water pump 10 via the flow path 65 in the circulation path C1. The radiator 50 is configured to cool the cooling water. That is, in the radiator 50, heat exchange is performed between the cooling water that has flowed through the engine 91 and has become high temperature, and the air (outside air) taken from outside the vehicle.

熱利用デバイス92は、循環経路C2において、入口側がエンジン91に接続され、出口側が流路66を介して第2切替弁40に接続されている。熱利用デバイス92では、デバイスの熱を放熱したり凍結防止用にデバイスを加温したりするために、熱利用デバイス92と冷却水との熱交換が行われる。熱利用デバイス92は、たとえば、ヒータコア、EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラー、オイルウォーマー、デシカント(除湿)装置、スロットルバルブ、ATF(Automatic Transmission Fluid)用のオイルウォーマー(オイルクーラー)などであってよい。本実施形態では、熱利用デバイス92としてヒータコア92aを循環経路C2に設けた例について記載している。   In the circulation path C <b> 2, the heat utilization device 92 has an inlet side connected to the engine 91 and an outlet side connected to the second switching valve 40 via the flow path 66. In the heat utilization device 92, heat exchange between the heat utilization device 92 and the cooling water is performed in order to dissipate the heat of the device or to heat the device to prevent freezing. The heat utilization device 92 may be, for example, a heater core, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler, an oil warmer, a desiccant (dehumidification) device, a throttle valve, an ATF (Automatic Transmission Fluid) oil warmer (oil cooler), or the like. In this embodiment, the example which provided the heater core 92a in the circulation path C2 as the heat utilization device 92 is described.

ヒータコア92aは、車内を暖房する際に使用される。すなわち、エンジン91で暖められた冷却水がヒータコア92a内部の伝熱管を通る際に、車内の空気と冷却水との熱交換が行われる。   The heater core 92a is used when heating the interior of the vehicle. That is, when the cooling water heated by the engine 91 passes through the heat transfer pipe inside the heater core 92a, heat exchange between the air in the vehicle and the cooling water is performed.

次に、図2〜図5を参照して、エンジン冷却装置100の各動作状態について説明する。上記のように、エンジン冷却装置100は、冷却水の温度Twに応じた第1切替弁30および第2切替弁40のそれぞれの開閉と、電動ウォータポンプ20の作動とによって、以下の4種の動作状態を実現することが可能である。なお、図2〜図5では、便宜的に、閉状態または停止状態にある部位にハッチングを付して図示している。また、冷却水が流通しない流路を破線で示している。   Next, each operation state of the engine cooling apparatus 100 will be described with reference to FIGS. As described above, the engine cooling device 100 includes the following four types of opening and closing of the first switching valve 30 and the second switching valve 40 according to the coolant temperature Tw and the operation of the electric water pump 20. It is possible to realize the operating state. 2 to 5, for convenience, the portions in the closed state or the stopped state are illustrated with hatching. A flow path through which the cooling water does not flow is indicated by a broken line.

(動作状態1)
図2に示す動作状態1は、第1切替弁30および第2切替弁40が共に閉状態となり、電動ウォータポンプ20が停止する動作状態である。動作状態1において、冷却水の温度Twは、Tw≦(T1、T2)となる。
(Operating state 1)
Operation state 1 shown in FIG. 2 is an operation state in which both first switching valve 30 and second switching valve 40 are closed and electric water pump 20 is stopped. In the operation state 1, the temperature Tw of the cooling water is Tw ≦ (T1, T2).

動作状態1では、流路61および流路65がそれぞれ遮断されるため、機械式ウォータポンプ10およびラジエータ50(循環経路C1)側への冷却水の流れが遮断される。機械式ウォータポンプ10は、エンジン91の回転と同期して作動するものの、流路61が遮断されているため、冷却水を送ることなく空転する状態(ポンプ内の冷却水をかき回しているだけの状態)となる。また、電動ウォータポンプ20が停止されるため、冷却水は循環せずに停止した状態となる。   In the operation state 1, since the flow path 61 and the flow path 65 are blocked, the flow of the cooling water to the mechanical water pump 10 and the radiator 50 (circulation path C1) side is blocked. Although the mechanical water pump 10 operates in synchronization with the rotation of the engine 91, the flow path 61 is blocked, so that the mechanical water pump 10 idles without sending the cooling water (only the cooling water in the pump is stirred). State). Further, since the electric water pump 20 is stopped, the cooling water is stopped without being circulated.

(動作状態2)
図3に示す動作状態2は、第1切替弁30および第2切替弁40が共に閉状態となる一方、電動ウォータポンプ20が作動する動作状態である。動作状態2において、冷却水の温度Twは、Tw≦(T1、T2)となる。動作状態2では、循環経路C1および機械式ウォータポンプ10の流路61が遮断された状態で電動ウォータポンプ20が作動するため、冷却水は、循環経路C2のみを循環する。
(Operating state 2)
The operation state 2 shown in FIG. 3 is an operation state in which the electric water pump 20 operates while both the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are closed. In the operation state 2, the temperature Tw of the cooling water is Tw ≦ (T1, T2). In the operation state 2, since the electric water pump 20 operates in a state where the circulation path C1 and the flow path 61 of the mechanical water pump 10 are blocked, the cooling water circulates only through the circulation path C2.

(動作状態3)
図4に示す動作状態3は、第2切替弁40が開状態となる一方、第1切替弁30が閉状態となる動作状態である。動作状態3では、冷却水の温度Twは、T2<Tw≦T1となる。動作状態3では、循環経路C2に加えて循環経路C1が接続(連通)されることにより、冷却水が熱利用デバイス92(循環経路C2)とラジエータ50(循環経路C1)との両方を通り循環する。動作状態3でも機械式ウォータポンプ10は冷却水の循環に寄与せず、電動ウォータポンプ20のみが冷却水を循環させる。
(Operating state 3)
Operation state 3 shown in FIG. 4 is an operation state in which the second switching valve 40 is in an open state and the first switching valve 30 is in a closed state. In the operation state 3, the temperature Tw of the cooling water is T2 <Tw ≦ T1. In the operation state 3, the circulation path C1 is connected (communication) in addition to the circulation path C2, so that the cooling water circulates through both the heat utilization device 92 (circulation path C2) and the radiator 50 (circulation path C1). To do. Even in the operation state 3, the mechanical water pump 10 does not contribute to the circulation of the cooling water, and only the electric water pump 20 circulates the cooling water.

このように、本実施形態では、エンジン冷却装置100は、冷却水の温度が第2しきい値温度T2に達してラジエータ50の流れが開放されている暖機完了後の場合にも、冷却水の温度が第1しきい値温度T1以下の場合(T2<Tw≦T1の場合)には、機械式ウォータポンプ10の流れが第1切替弁30により遮断されるように構成されている。   As described above, in this embodiment, the engine cooling device 100 also provides the cooling water even when the temperature of the cooling water reaches the second threshold temperature T2 and the warming-up is completed after the flow of the radiator 50 is released. Is equal to or lower than the first threshold temperature T1 (when T2 <Tw ≦ T1), the flow of the mechanical water pump 10 is blocked by the first switching valve 30.

(動作状態4)
図5に示す動作状態4は、第1切替弁30および第2切替弁40の両方が開状態となる動作状態である。動作状態4において、冷却水の温度Twは、Tw>(T1、T2)となる。動作状態4でも、冷却水が循環経路C1およびC2の両方を循環する。第1切替弁30が開状態となることにより、循環経路C1(共通部分C3)に機械式ウォータポンプ10が接続される。動作状態4では、機械式ウォータポンプ10および電動ウォータポンプ20の両方が並列的に作動し、ラジエータ50およびヒータコア92a(熱利用デバイス92)の両方に冷却水が供給される。
(Operating state 4)
The operation state 4 shown in FIG. 5 is an operation state in which both the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are opened. In the operation state 4, the temperature Tw of the cooling water is Tw> (T1, T2). Even in the operation state 4, the cooling water circulates in both the circulation paths C1 and C2. By opening the first switching valve 30, the mechanical water pump 10 is connected to the circulation path C1 (common part C3). In the operation state 4, both the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20 operate in parallel, and cooling water is supplied to both the radiator 50 and the heater core 92a (heat utilization device 92).

動作状態4では、電動ウォータポンプ20により送られる冷却水の流量に対して、機械式ウォータポンプ10により送られる流量分が上乗せされる。そのため、動作状態3よりも冷却水の流量および流速が増大してラジエータ50を介した放熱性能が向上する。この際、機械式ウォータポンプ10の吐出量は、エンジン91の回転数に比例する吐出量となる。一方、電動ウォータポンプ20は、エンジン91の回転数とは無関係に吐出量を変更することが可能である。そのため、エンジン冷却装置100の動作状態4では、エンジン回転数によって増減する機械式ウォータポンプ10の吐出量の変化に対応して、電動ウォータポンプ20の吐出量が制御されることにより、運転状況(エンジン91の動作)に応じて適切な循環流量で冷却水が送られる。   In the operation state 4, the flow rate sent by the mechanical water pump 10 is added to the flow rate of the cooling water sent by the electric water pump 20. Therefore, the flow rate and flow velocity of the cooling water are increased as compared with the operation state 3, and the heat dissipation performance via the radiator 50 is improved. At this time, the discharge amount of the mechanical water pump 10 is a discharge amount that is proportional to the rotational speed of the engine 91. On the other hand, the electric water pump 20 can change the discharge amount regardless of the rotational speed of the engine 91. Therefore, in the operation state 4 of the engine cooling device 100, the discharge amount of the electric water pump 20 is controlled in response to the change in the discharge amount of the mechanical water pump 10 that increases or decreases depending on the engine speed, so that the operating state ( Cooling water is sent at an appropriate circulation flow rate according to the operation of the engine 91.

なお、動作状態4において、機械式ウォータポンプ10および電動ウォータポンプ20が並列的に作動する際に、各ポンプの吐出能力に大きな差がある場合、吐出量の大きい側のポンプから吐出量の小さい側のポンプに冷却水が流れ込む可能性がある。この場合には、図1に示すように、吐出量の小さい側のポンプに逆流防止の逆止弁70を設けることが好ましい。図1では、(機械式ウォータポンプ10の吐出能力)>(電動ウォータポンプ20の吐出能力)となる場合に、逆止弁70を電動ウォータポンプ20側に設けた例を示している。なお、図1では逆止弁70を電動ウォータポンプ20の吐出側(流路62)に設けているが、逆止弁70は、電動ウォータポンプ20の吸込側(流路64)に設けてもよい。両方のポンプの吐出能力に大きな差がない場合には、逆止弁70を設ける必要はない。   In the operation state 4, when the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20 operate in parallel, if there is a large difference in the discharge capacity of each pump, the discharge amount from the pump with the larger discharge amount is small. Cooling water may flow into the pump on the side. In this case, as shown in FIG. 1, it is preferable to provide a check valve 70 for preventing a backflow in the pump having the smaller discharge amount. FIG. 1 shows an example in which a check valve 70 is provided on the electric water pump 20 side when (discharge capacity of the mechanical water pump 10)> (discharge capacity of the electric water pump 20). In FIG. 1, the check valve 70 is provided on the discharge side (flow path 62) of the electric water pump 20, but the check valve 70 may be provided on the suction side (flow path 64) of the electric water pump 20. Good. If there is no significant difference between the discharge capacities of both pumps, the check valve 70 need not be provided.

次に、図6を参照して、電動ウォータポンプ20の動作制御の詳細について説明する。この電動ウォータポンプ20の動作制御は、制御部93(図1参照)によって行われる。   Next, the details of the operation control of the electric water pump 20 will be described with reference to FIG. The operation control of the electric water pump 20 is performed by the controller 93 (see FIG. 1).

図6のステップS1において、制御部93は、温度センサ94の検出結果から得られた冷却水の温度(エンジン水温)Twを読み込む。   In step S <b> 1 of FIG. 6, the controller 93 reads the coolant temperature (engine water temperature) Tw obtained from the detection result of the temperature sensor 94.

ステップS2において、制御部93は、冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3よりも大きいか否かを判断する。冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3以下となる場合、制御部93は、ステップS3に処理を進める。   In step S2, the controller 93 determines whether or not the temperature Tw of the cooling water is higher than the third threshold temperature T3. When the temperature Tw of the cooling water is equal to or lower than the third threshold temperature T3, the control unit 93 advances the process to step S3.

ステップS3では、制御部93は、エンジン91の回転数Neおよびエンジン91の負荷率KLを読み込む。そして、ステップS4において、制御部93は、エンジン回転数Neが所定の回転数Ne0よりも大きいか否か、および、エンジン負荷率KLが所定の負荷率KL0よりも大きいか否かを判断する。   In step S <b> 3, the controller 93 reads the rotational speed Ne of the engine 91 and the load factor KL of the engine 91. In step S4, the controller 93 determines whether or not the engine speed Ne is larger than a predetermined speed Ne0 and whether or not the engine load factor KL is larger than a predetermined load factor KL0.

制御部93は、エンジン回転数Neが所定の回転数Ne0以下であり、かつ、エンジン負荷率KLが所定の負荷率KL0以下の場合(低回転、低負荷の場合)には、ステップS5において、電動ウォータポンプ20を停止して、制御を終了する。   When the engine speed Ne is equal to or lower than the predetermined speed Ne0 and the engine load factor KL is equal to or lower than the predetermined load factor KL0 (when the engine speed is low and the load is low), the controller 93 determines in step S5. The electric water pump 20 is stopped and the control is terminated.

また、ステップS4において、エンジン回転数Neが所定の回転数Ne0よりも大きい場合、または、エンジン負荷率KLが所定の負荷率KL0よりも大きい場合には、制御部93は、ステップS7に処理を進める。   In step S4, when the engine speed Ne is larger than the predetermined speed Ne0 or when the engine load factor KL is larger than the predetermined load factor KL0, the control unit 93 performs the process in step S7. Proceed.

一方、ステップS2において、冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3よりも高い場合には、制御部93は、ステップS6に処理を進める。   On the other hand, when the temperature Tw of the cooling water is higher than the third threshold temperature T3 in step S2, the control unit 93 advances the process to step S6.

ステップS6において、制御部93は、エンジン91の回転数Neおよびエンジン91の負荷率KLを読み込み、ステップS7に処理を進める。   In step S6, the controller 93 reads the rotational speed Ne of the engine 91 and the load factor KL of the engine 91, and proceeds to step S7.

ステップS7において、制御部93は電動ウォータポンプ20を作動させる。この際、制御部93は、読み込んだ冷却水の温度Tw、エンジン回転数Ne、エンジン負荷率KL、および、ヒータコア92a(熱利用デバイス92)の暖房要求などに基づいて、電動ウォータポンプ20の吐出量を調節する。そして、制御を終了する。   In step S <b> 7, the control unit 93 operates the electric water pump 20. At this time, the control unit 93 discharges the electric water pump 20 based on the read cooling water temperature Tw, the engine speed Ne, the engine load factor KL, the heating request of the heater core 92a (heat utilization device 92), and the like. Adjust the amount. And control is complete | finished.

エンジン冷却装置100では、以上の動作制御が所定時間間隔ごとに繰り返し継続的に実施されることにより、電動ウォータポンプ20が動作する。   In the engine cooling device 100, the electric water pump 20 operates by repeatedly and continuously performing the above operation control at predetermined time intervals.

以上をまとめると、本実施形態によるエンジン冷却装置100は、図7に示す条件で動作状態1〜4を遷移させるように構成されている。以下では、冷却水の温度上昇に伴う動作状態の遷移について説明する。参考のための具体例として、例えば、第1しきい値温度T1=90℃、第2しきい値温度T2=80℃、第3しきい値温度T3=70℃とする。各しきい値温度はT3<T2<T1という関係を有する。   In summary, the engine cooling device 100 according to the present embodiment is configured to transition the operation states 1 to 4 under the conditions shown in FIG. Below, the transition of the operation state accompanying the temperature rise of cooling water is demonstrated. As specific examples for reference, for example, the first threshold temperature T1 = 90 ° C., the second threshold temperature T2 = 80 ° C., and the third threshold temperature T3 = 70 ° C. Each threshold temperature has a relationship of T3 <T2 <T1.

エンジン始動直後の冷間時には、冷却水の温度TwがTw≦T3(<T1、T2)となる。このため、図7に示すように、第1切替弁30および第2切替弁40が共に閉状態となる。第1切替弁30の開閉と機械式ウォータポンプ10の使用状態とは一致するため、機械式ウォータポンプ10は、冷却水の循環に寄与せず空回りした状態となる(この状態を、図7ではバツマークで示している)。   When the engine is cold immediately after the engine is started, the temperature Tw of the cooling water is Tw ≦ T3 (<T1, T2). For this reason, as shown in FIG. 7, both the 1st switching valve 30 and the 2nd switching valve 40 will be in a closed state. Since the opening and closing of the first switching valve 30 and the use state of the mechanical water pump 10 coincide with each other, the mechanical water pump 10 does not contribute to the circulation of the cooling water and is in an idle state (this state is shown in FIG. 7). (Indicated by a cross mark).

そして、電動ウォータポンプ20は、冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3以下の場合で、かつ、エンジン回転数Neが所定の回転数Ne0以下であり、かつ、エンジン負荷率KLが所定の負荷率KL0以下の場合(図6のステップS4参照)には、停止する。このエンジン始動直後の低水温、低回転かつ低負荷の状態が、図2に示した動作状態1である。動作状態1では、冷却水が循環せず、エンジン91内の冷却水が速やかに温度上昇して暖機が促進される。   The electric water pump 20 is configured such that the coolant temperature Tw is equal to or lower than the third threshold temperature T3, the engine speed Ne is equal to or lower than the predetermined speed Ne0, and the engine load factor KL is equal to the predetermined value. If the load factor is KL0 or less (see step S4 in FIG. 6), the operation stops. The state of low water temperature, low rotation, and low load immediately after engine startup is the operation state 1 shown in FIG. In the operation state 1, the cooling water does not circulate, the temperature of the cooling water in the engine 91 rises quickly, and warm-up is promoted.

一方、Tw≦T3の低水温の状態であっても、エンジンが高回転または高負荷(あるいは高回転かつ高負荷)の状態になると、電動ウォータポンプ20が作動する(作動状態を、図7では丸マークで示している)。すなわち、電動ウォータポンプ20は、冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3以下の場合で、かつ、エンジン回転数Neが所定の回転数Ne0よりも高いか、または、エンジン負荷率KLが所定の負荷率KL0よりも高い場合に、作動する。この場合に、図3に示した動作状態2となる。   On the other hand, even in the low water temperature state of Tw ≦ T3, when the engine enters a high rotation or high load (or high rotation and high load) state, the electric water pump 20 operates (the operation state is shown in FIG. 7). (Indicated by a circle) That is, in the electric water pump 20, the cooling water temperature Tw is equal to or lower than the third threshold temperature T3, and the engine speed Ne is higher than the predetermined speed Ne0 or the engine load factor KL is It operates when it is higher than a predetermined load factor KL0. In this case, the operation state 2 shown in FIG. 3 is obtained.

また、電動ウォータポンプ20は、冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3よりも高い場合(ある程度暖機が進行した状態)には、エンジン回転数Neおよび負荷率KLに関わらず作動する。すなわち、冷却水の温度TwがT3<Tw≦T2となる場合にも、図3に示した動作状態2となる。動作状態2では、電動ウォータポンプ20のみで冷却水を循環させるため、エンジン91の回転数とは無関係に、効率的に暖機を行うのに適した流量で冷却水を循環させることが可能である。この結果、エンジン91の内部での急激な温度上昇を抑制しつつ、循環経路C2全体で冷却水の温度Twが上昇する。   The electric water pump 20 operates regardless of the engine speed Ne and the load factor KL when the temperature Tw of the cooling water is higher than the third threshold temperature T3 (a state where the warm-up has progressed to some extent). . That is, even when the temperature Tw of the cooling water satisfies T3 <Tw ≦ T2, the operation state 2 shown in FIG. 3 is obtained. In the operation state 2, since the cooling water is circulated only by the electric water pump 20, it is possible to circulate the cooling water at a flow rate suitable for efficient warm-up regardless of the rotational speed of the engine 91. is there. As a result, the temperature Tw of the cooling water rises in the entire circulation path C2 while suppressing a rapid temperature rise inside the engine 91.

冷却水の温度TwがT2<Tw≦T1まで上昇すると、第2切替弁40が開状態となる。第1切替弁30は閉状態のままである。第2切替弁40の開放に伴って、循環経路C2に加えて循環経路C1側でも冷却水が循環する。すなわち、エンジン冷却装置100が図4に示した動作状態3となる。動作状態3では、冷却水の温度TwがTw>T2となる結果、暖機運転が完了してエンジン冷却装置100による冷却動作が開始する。電動ウォータポンプ20が循環経路C1に冷却水を循環させる結果、ラジエータ50によって高温の冷却水の冷却が行われる。   When the temperature Tw of the cooling water rises to T2 <Tw ≦ T1, the second switching valve 40 is opened. The first switching valve 30 remains closed. With the opening of the second switching valve 40, the cooling water circulates on the circulation path C1 side in addition to the circulation path C2. That is, the engine cooling device 100 is in the operation state 3 shown in FIG. In the operation state 3, as a result of the temperature Tw of the cooling water being Tw> T2, the warm-up operation is completed and the cooling operation by the engine cooling device 100 is started. As a result of the electric water pump 20 circulating the cooling water in the circulation path C1, the radiator 50 cools the high-temperature cooling water.

冷却水の温度TwがT1<Twとなるまで上昇すると、第1切替弁30が開状態となる。第2切替弁40は開放済みである。第1切替弁30の開放に伴って、機械式ウォータポンプ10が丸マークで示した作動状態(冷却水を吐出する状態)となる。この結果、エンジン冷却装置100が図5に示した動作状態4となり、機械式ウォータポンプ10と電動ウォータポンプ20とが並列的に作動する。動作状態4では、機械式ウォータポンプ10と電動ウォータポンプ20との並列作動によって動作状態3よりも大流量の冷却水を循環させることにより、ラジエータ50での放熱量を増大させる。このように、動作状態4は、エンジン91の暖機完了後の冷却動作において、冷却水の温度がより高温の第1しきい値温度T1に到達した場合に、電動ウォータポンプ20に加えて機械式ウォータポンプ10を並列的に作動させることにより、エンジン冷却装置100の冷却能力を増大させる動作状態である。   When the temperature Tw of the cooling water rises until T1 <Tw, the first switching valve 30 is opened. The second switching valve 40 has been opened. As the first switching valve 30 is opened, the mechanical water pump 10 enters an operating state (a state in which cooling water is discharged) indicated by a circle mark. As a result, the engine cooling device 100 enters the operation state 4 shown in FIG. 5, and the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20 operate in parallel. In the operation state 4, the amount of heat radiation in the radiator 50 is increased by circulating cooling water having a larger flow rate than in the operation state 3 by parallel operation of the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20. As described above, in the operation state 4, in the cooling operation after the warm-up of the engine 91 is completed, when the temperature of the cooling water reaches the higher first threshold temperature T <b> 1, the mechanical state is added to the electric water pump 20. This is an operation state in which the cooling capacity of the engine cooling device 100 is increased by operating the water pump 10 in parallel.

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。   In the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、エンジン91の回転に同期して回転する機械式ウォータポンプ10と、機械式ウォータポンプ10と並列的に配置され、エンジン91の回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプ20とを設ける。また、機械式ウォータポンプ10の吐出側に配置され、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1よりも高い場合に開放され、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1以下の場合に機械式ウォータポンプ10の流れを遮断する第1切替弁30を設ける。これにより、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1以下となるエンジン始動直後の冷間時には、エンジン91の回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプ20のみを用いて冷却水の循環を抑制することができるので、エンジン91の回転と無関係に冷却水の循環を停止させたり(動作状態1)、ごく少ない流量で冷却水を循環させたりする(動作状態2)ことができる。その結果、暖機を促進したいエンジン始動直後にも、エンジン91の回転と無関係に冷却水の循環流量を絞って暖機効率を向上させることができる。   In the present embodiment, as described above, the mechanical water pump 10 that rotates in synchronization with the rotation of the engine 91 and the mechanical water pump 10 are arranged in parallel, and the rotational speed is increased regardless of the rotation of the engine 91. A variable electric water pump 20 is provided. Moreover, it arrange | positions at the discharge side of the mechanical water pump 10, and is open | released when the temperature Tw of cooling water is higher than 1st threshold temperature T1, and the temperature Tw of cooling water is below 1st threshold temperature T1. In this case, a first switching valve 30 is provided to block the flow of the mechanical water pump 10. As a result, at the time of cold immediately after engine startup when the temperature Tw of the cooling water becomes equal to or lower than the first threshold temperature T1, cooling is performed using only the electric water pump 20 that can change the rotation speed regardless of the rotation of the engine 91. Since the circulation of water can be suppressed, the circulation of the cooling water can be stopped regardless of the rotation of the engine 91 (operation state 1), or the cooling water can be circulated at a very small flow rate (operation state 2). it can. As a result, it is possible to improve the warm-up efficiency by reducing the circulating flow rate of the cooling water regardless of the rotation of the engine 91 immediately after the engine is started to promote the warm-up.

また、機械式ウォータポンプ10と電動ウォータポンプ20とを並列的に配置することによって、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1よりも高くなって機械式ウォータポンプ10および電動ウォータポンプ20の両方を作動させる場合(動作状態4)でも、各ポンプが互いに通水抵抗となることがない。その結果、機械式ウォータポンプ10および電動ウォータポンプ20の両方を作動させる場合にも、冷却水の循環流量を増加させることができる。   Further, by arranging the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20 in parallel, the temperature Tw of the cooling water becomes higher than the first threshold temperature T1, and the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20 are provided. Even when both of these are operated (operation state 4), the pumps do not become resistance to water flow. As a result, even when both the mechanical water pump 10 and the electric water pump 20 are operated, the circulating flow rate of the cooling water can be increased.

また、本実施形態では、上記のように、ラジエータ50と電動ウォータポンプ20との間に配置され、冷却水の温度Twが第2しきい値温度T2よりも高い場合に開放され、冷却水の温度Twが第2しきい値温度T2以下の場合にラジエータ50から電動ウォータポンプ20への流れを遮断する第2切替弁40を設ける。このように構成すれば、Tw≦T2となる暖機中の場合(動作状態1、2)には、ラジエータ50側に冷却水を循環させないようにすることができるので、暖機効率を向上させることができる。また、Tw>(T1、T2)となる場合には、電動ウォータポンプ20および機械式ウォータポンプ10の両方を並列で作動させてラジエータ50に流す冷却水の流量を十分に確保することができる。これにより、冷却水の温度Twが高い場合の放熱性能も向上させることができる。   Moreover, in this embodiment, as mentioned above, it arrange | positions between the radiator 50 and the electric water pump 20, and is opened when the temperature Tw of the cooling water is higher than the second threshold temperature T2, and the cooling water A second switching valve 40 is provided that shuts off the flow from the radiator 50 to the electric water pump 20 when the temperature Tw is equal to or lower than the second threshold temperature T2. With this configuration, when warming up so that Tw ≦ T2 (operation states 1 and 2), it is possible to prevent the cooling water from being circulated to the radiator 50 side, thereby improving the warming up efficiency. be able to. In addition, when Tw> (T1, T2), it is possible to sufficiently secure the flow rate of the cooling water that flows to the radiator 50 by operating both the electric water pump 20 and the mechanical water pump 10 in parallel. Thereby, the heat dissipation performance when the temperature Tw of the cooling water is high can also be improved.

また、本実施形態では、上記のように、第1切替弁30の第1しきい値温度T1を、第2切替弁40の第2しきい値温度T2以上に設定する。これにより、少なくとも第1切替弁30が開放されて電動ウォータポンプ20および機械式ウォータポンプ10の両方を並列で作動させる場合(動作状態4)には、第2切替弁40も開放されて冷却水をラジエータ50に流すことができる。これにより、ラジエータ50に冷却水を流す場合に、電動ウォータポンプ20による流量に機械式ウォータポンプ10による流量分を上乗せすることができるので、冷却水の温度Twが高い場合の放熱性能を容易に確保することができる。   In the present embodiment, as described above, the first threshold temperature T1 of the first switching valve 30 is set to be equal to or higher than the second threshold temperature T2 of the second switching valve 40. Accordingly, when at least the first switching valve 30 is opened and both the electric water pump 20 and the mechanical water pump 10 are operated in parallel (operation state 4), the second switching valve 40 is also opened and the cooling water is supplied. Can flow to the radiator 50. As a result, when cooling water is allowed to flow through the radiator 50, the flow rate by the mechanical water pump 10 can be added to the flow rate by the electric water pump 20, so that the heat radiation performance when the temperature Tw of the cooling water is high can be easily achieved. Can be secured.

また、本実施形態では、上記のように、電動ウォータポンプ20を、第1切替弁30が閉じている場合にも作動可能なように構成する。これにより、Tw≦T1となる期間(動作状態2、3)は、電動ウォータポンプ20のみを単独で動作させておくことができる。その結果、冷却水の温度Twが低い場合でも、エンジン回転数とは無関係に冷却水の流量を最適流量にするようにポンプを制御することができる。   In the present embodiment, as described above, the electric water pump 20 is configured to be operable even when the first switching valve 30 is closed. Thereby, only the electric water pump 20 can be operated independently during the period of Tw ≦ T1 (operation states 2 and 3). As a result, even when the temperature Tw of the cooling water is low, the pump can be controlled so that the flow rate of the cooling water becomes the optimum flow rate regardless of the engine speed.

また、本実施形態では、上記のように、電動ウォータポンプ20を、Tw≦T3で、かつ、エンジン回転数Ne>Ne0またはエンジン負荷率KL>KL0となる場合に作動するように構成する。これにより、少なくとも、Tw≦T3となる冷間時であっても、エンジン91が高回転または高負荷となる場合には、電動ウォータポンプ20を作動させることができる。これにより、冷却水の急激な温度上昇を抑制することができる。   In the present embodiment, as described above, the electric water pump 20 is configured to operate when Tw ≦ T3 and the engine speed Ne> Ne0 or the engine load factor KL> KL0. Thereby, even at the cold time when Tw ≦ T3, the electric water pump 20 can be operated when the engine 91 is at a high speed or a high load. Thereby, the rapid temperature rise of cooling water can be suppressed.

また、本実施形態では、上記のように、第1切替弁30および第2切替弁40を、共に、サーモスタット弁により構成する。これにより、電気的な制御を要することなく、所定のしきい値温度(第1しきい値温度T1、第2しきい値温度T2)に達した場合に自動的に開閉可能な切替弁を設けることができる。その結果、第1切替弁30および第2切替弁40を開閉するための制御的な構成を簡素化することができる。   In the present embodiment, as described above, both the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are composed of thermostat valves. Accordingly, a switching valve that can be automatically opened and closed when a predetermined threshold temperature (first threshold temperature T1, second threshold temperature T2) is reached without requiring electrical control is provided. be able to. As a result, the controllable configuration for opening and closing the first switching valve 30 and the second switching valve 40 can be simplified.

(変形例)
次に、本実施形態によるエンジン冷却装置100の変形例について説明する。上記実施形態では、第1切替弁30および第2切替弁40をサーモスタット弁により構成することによって、第1切替弁30および第2切替弁40の開閉に制御部93が関与せず、冷却水の温度変化に応じて第1切替弁30および第2切替弁40の開閉状態が自動的に切り替わるように構成した例を示した。この変形例では、上記実施形態と異なり、第1切替弁30および第2切替弁40を電磁弁などによって構成し、制御部93が第1切替弁30および第2切替弁40の開閉制御を行う場合の例について説明する。
(Modification)
Next, a modification of the engine cooling device 100 according to the present embodiment will be described. In the above embodiment, by configuring the first switching valve 30 and the second switching valve 40 with thermostat valves, the controller 93 is not involved in opening and closing the first switching valve 30 and the second switching valve 40, and the cooling water The example which comprised so that the opening / closing state of the 1st switching valve 30 and the 2nd switching valve 40 might switch automatically according to a temperature change was shown. In this modification, unlike the above-described embodiment, the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are configured by electromagnetic valves or the like, and the control unit 93 performs opening / closing control of the first switching valve 30 and the second switching valve 40. An example of the case will be described.

図8を参照して、変形例における切替弁の開閉制御について説明する。この動作フローでは、制御部93が電磁弁やロータリーバルブなどからなる第1切替弁30および第2切替弁40の開閉制御を行う。なお、電動ウォータポンプ20の動作制御は、図6に示した制御と同様であるので、省略する。   With reference to FIG. 8, the opening / closing control of the switching valve in the modification will be described. In this operation flow, the control unit 93 performs opening / closing control of the first switching valve 30 and the second switching valve 40 including electromagnetic valves and rotary valves. The operation control of the electric water pump 20 is the same as the control shown in FIG.

図8のステップS11では、制御部93は、温度センサ94の検出結果から得られた冷却水の温度(エンジン水温)Twを読み込む。   In step S <b> 11 of FIG. 8, the control unit 93 reads the cooling water temperature (engine water temperature) Tw obtained from the detection result of the temperature sensor 94.

ステップS12において、制御部93は、冷却水の温度Twが第2しきい値温度T2よりも大きいか否かを判断する。温度Twが第2しきい値温度T2以下となる場合、制御部93は、ステップS13に処理を進める。   In step S12, the controller 93 determines whether or not the temperature Tw of the cooling water is higher than the second threshold temperature T2. When the temperature Tw is equal to or lower than the second threshold temperature T2, the control unit 93 advances the process to step S13.

ステップS13では、制御部93は、第2切替弁40を閉鎖する。この結果、流路65(図2参照)が遮断されて循環流路C1(ラジエータ50)への冷却水の循環が遮断される。   In step S13, the controller 93 closes the second switching valve 40. As a result, the flow path 65 (see FIG. 2) is blocked and the cooling water circulation to the circulation flow path C1 (the radiator 50) is blocked.

一方、ステップS12において、冷却水の温度Twが第2しきい値温度T2よりも高い場合には、制御部93は、ステップS14において、第2切替弁40を開放する。この結果、流路65(図4参照)が連通してラジエータ50が配置された循環経路C1への冷却水の循環が開始される。   On the other hand, when the temperature Tw of the cooling water is higher than the second threshold temperature T2 in step S12, the controller 93 opens the second switching valve 40 in step S14. As a result, the circulation of the cooling water to the circulation path C1 in which the flow path 65 (see FIG. 4) communicates and the radiator 50 is disposed is started.

次に、ステップS15において、制御部93は、冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1よりも大きいか否かを判断する。温度Twが第1しきい値温度T1以下となる場合、制御部93は、制御を終了する。   Next, in step S15, the controller 93 determines whether or not the cooling water temperature Tw is higher than the first threshold temperature T1. When the temperature Tw becomes equal to or lower than the first threshold temperature T1, the control unit 93 ends the control.

冷却水の温度Twが第1しきい値温度T1よりも大きい場合、制御部93は、ステップS16において、第1切替弁30を開放する。これにより、流路61(図5参照)が連通して機械式ウォータポンプ10による冷却水の循環が開始される。上記のように、機械式ウォータポンプ10の吐出量は、エンジン回転数Neに比例し、並列作動する電動ウォータポンプ20の吐出量に機械式ウォータポンプ10の吐出量分が上乗せされる。このようにして、制御部93による第1切替弁30および第2切替弁40の開閉制御が行われる。   When the temperature Tw of the cooling water is higher than the first threshold temperature T1, the control unit 93 opens the first switching valve 30 in step S16. Thereby, the flow path 61 (refer FIG. 5) communicates and the circulation of the cooling water by the mechanical water pump 10 is started. As described above, the discharge amount of the mechanical water pump 10 is proportional to the engine speed Ne, and the discharge amount of the mechanical water pump 10 is added to the discharge amount of the electric water pump 20 that operates in parallel. In this way, the opening / closing control of the first switching valve 30 and the second switching valve 40 is performed by the control unit 93.

この変形例の場合、制御部93による第1切替弁30および第2切替弁40の開閉制御と、図6に示した制御部93による電動ウォータポンプ20の動作制御とが、所定時間間隔ごとに繰り返し継続的に実施されることにより、図2〜図5に示した動作状態1〜4が実現される。その結果、この変形例においても、図7に示した遷移条件で動作状態1〜4が遷移する。   In the case of this modification, the opening / closing control of the first switching valve 30 and the second switching valve 40 by the control unit 93 and the operation control of the electric water pump 20 by the control unit 93 shown in FIG. 6 are performed at predetermined time intervals. The operation states 1 to 4 shown in FIGS. 2 to 5 are realized by being repeatedly and continuously performed. As a result, also in this modified example, the operation states 1 to 4 transition under the transition condition shown in FIG.

なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および変形例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。   In addition, it should be thought that embodiment disclosed this time and a modification are illustrations in all the points, and are not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the description of the above-described embodiment and modification, but by the scope of claims, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

たとえば、上記実施形態では、エンジン91を備えた自動車などの車両90にエンジン冷却装置100を搭載した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、内燃機関を備えた車両以外の設備機器に搭載されたエンジン冷却装置に対して本発明を適用してもよい。また、エンジン(内燃機関)91としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンおよびガスエンジンなどが適用可能である。   For example, in the above-described embodiment, an example in which the engine cooling device 100 is mounted on a vehicle 90 such as an automobile provided with the engine 91 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, you may apply this invention with respect to the engine cooling device mounted in equipment other than the vehicle provided with the internal combustion engine. Further, as the engine (internal combustion engine) 91, a gasoline engine, a diesel engine, a gas engine, or the like can be applied.

また、上記実施形態では、第1しきい値温度T1が第2しきい値温度T2よりも高い場合の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば第1しきい値温度T1と第2しきい値温度T2とを同じ温度に設定してもよい。この場合は、第1切替弁30と第2切替弁40とが同じ温度で切り替わるため、図4の動作状態3に遷移することはなくなる。   In the above embodiment, an example in which the first threshold temperature T1 is higher than the second threshold temperature T2 has been described, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, the first threshold temperature T1 and the second threshold temperature T2 may be set to the same temperature. In this case, since the first switching valve 30 and the second switching valve 40 are switched at the same temperature, there is no transition to the operation state 3 in FIG.

また、上記実施形態では、冷却水の温度TwがTw≦T3の場合で、かつ、エンジン回転数NeがNe>Ne0となるか、または、エンジン負荷率KLがKL>KL0となる場合に作動するように、電動ウォータポンプ20を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電動ウォータポンプ20を冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3以下の場合には作動せず、冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3よりも大きい場合に作動するように構成してもよい。   In the above embodiment, the operation is performed when the temperature Tw of the cooling water is Tw ≦ T3 and the engine speed Ne is Ne> Ne0 or the engine load factor KL is KL> KL0. Thus, although the example which comprised the electric water pump 20 was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the electric water pump 20 does not operate when the temperature Tw of the cooling water is equal to or lower than the third threshold temperature T3, and operates when the temperature Tw of the cooling water is higher than the third threshold temperature T3. You may comprise.

また、上記実施形態では、冷却水の温度TwがTw≦T3となる場合で、かつ、エンジン回転数NeがNe≦Ne0であり、かつ、エンジン負荷率KLがKL≦KL0である場合には停止するように、電動ウォータポンプ20を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電動ウォータポンプ20を冷却水の温度Twが第3しきい値温度T3以下の場合にも作動するように構成してもよい。つまり、電動ウォータポンプ20を常時作動するように構成してもよい。この場合は、図2の動作状態1に遷移することはなくなる。   Further, in the above embodiment, when the temperature Tw of the cooling water satisfies Tw ≦ T3, the engine speed Ne is Ne ≦ Ne0, and the engine load factor KL is KL ≦ KL0, the operation is stopped. Thus, although the example which comprised the electric water pump 20 was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the electric water pump 20 may be configured to operate even when the temperature Tw of the cooling water is equal to or lower than the third threshold temperature T3. That is, the electric water pump 20 may be configured to always operate. In this case, there is no transition to the operation state 1 in FIG.

なお、上記実施形態において、第1しきい値温度T1を90℃、第2しきい値温度T2を80℃、第3しきい値温度を70℃とする例を示したが、本発明はこれに限られない。上記実施形態で説明した温度はあくまで一例であり、第1しきい値温度T1、第2しきい値温度T2および第3しきい値温度T3は、それぞれ80℃、90℃および70℃以外の温度であってよい。   In the above-described embodiment, an example in which the first threshold temperature T1 is 90 ° C., the second threshold temperature T2 is 80 ° C., and the third threshold temperature is 70 ° C. has been described. Not limited to. The temperatures described in the above embodiment are merely examples, and the first threshold temperature T1, the second threshold temperature T2, and the third threshold temperature T3 are temperatures other than 80 ° C., 90 ° C., and 70 ° C., respectively. It may be.

また、上記実施形態および変形例では、説明の便宜上、制御部93による制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行う「フロー駆動型」のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部93の処理を、イベント単位で処理を実行する「イベント駆動型(イベントドリブン型)」の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。   Further, in the above-described embodiment and modification, for convenience of explanation, the control processing by the control unit 93 has been described using the “flow drive type” flowchart in which processing is performed in order along the processing flow. Not limited to. In the present invention, the process of the control unit 93 may be performed by an “event driven type (event driven type)” process in which the process is executed in units of events. In this case, it may be performed by a complete event drive type or a combination of event drive and flow drive.

10 機械式ウォータポンプ
20 電動ウォータポンプ
30 第1切替弁
40 第2切替弁
50 ラジエータ
91 エンジン
T1 第1しきい値温度
T2 第2しきい値温度
T3 第3しきい値温度
Tw 冷却水の温度
Ne エンジン回転数
KL エンジン負荷率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mechanical water pump 20 Electric water pump 30 1st switching valve 40 2nd switching valve 50 Radiator 91 Engine T1 1st threshold temperature T2 2nd threshold temperature T3 3rd threshold temperature Tw Cooling water temperature Ne Engine speed KL Engine load factor

Claims (6)

エンジンにより駆動され、前記エンジンの回転に同期して回転する機械式ウォータポンプと、
前記機械式ウォータポンプと並列的に配置され、前記エンジンの回転とは無関係に回転速度を変化可能な電動ウォータポンプと、
前記機械式ウォータポンプの吐出側に配置され、冷却水の温度が第1しきい値温度よりも高い場合に開放され、冷却水の温度が前記第1しきい値温度以下の場合に前記機械式ウォータポンプの流れを遮断する第1切替弁と、を備える、エンジン冷却装置。
A mechanical water pump driven by an engine and rotating in synchronization with the rotation of the engine;
An electric water pump arranged in parallel with the mechanical water pump and capable of changing a rotation speed independently of the rotation of the engine;
It is arranged on the discharge side of the mechanical water pump and is opened when the temperature of the cooling water is higher than the first threshold temperature, and the mechanical type when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the first threshold temperature. An engine cooling device comprising: a first switching valve that shuts off a flow of the water pump.
冷却水を冷却するラジエータと、
前記ラジエータと前記電動ウォータポンプとの間に配置され、冷却水の温度が第2しきい値温度よりも高い場合に開放され、冷却水の温度が前記第2しきい値温度以下の場合に前記ラジエータから前記電動ウォータポンプへの流れを遮断する第2切替弁をさらに備える、請求項1に記載のエンジン冷却装置。
A radiator for cooling the cooling water;
It is arranged between the radiator and the electric water pump, and is opened when the temperature of the cooling water is higher than the second threshold temperature, and when the temperature of the cooling water is equal to or lower than the second threshold temperature, the The engine cooling device according to claim 1, further comprising a second switching valve that blocks a flow from a radiator to the electric water pump.
前記第1切替弁の前記第1しきい値温度は、前記第2切替弁の前記第2しきい値温度以上である、請求項2に記載のエンジン冷却装置。   The engine cooling device according to claim 2, wherein the first threshold temperature of the first switching valve is equal to or higher than the second threshold temperature of the second switching valve. 前記電動ウォータポンプは、前記第1切替弁が閉じている場合にも作動可能なように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジン冷却装置。   The engine cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric water pump is configured to be operable even when the first switching valve is closed. 前記電動ウォータポンプは、冷却水の温度が前記第1しきい値温度よりも低い第3しきい値温度以下の場合で、かつ、エンジン回転数が所定の回転数よりも高いか、または、エンジン負荷率が所定の負荷率よりも高い場合に、作動するように構成されている、請求項4に記載のエンジン冷却装置。   In the electric water pump, the temperature of the cooling water is equal to or lower than a third threshold temperature lower than the first threshold temperature, and the engine speed is higher than a predetermined speed, or the engine The engine cooling device according to claim 4, wherein the engine cooling device is configured to operate when the load factor is higher than a predetermined load factor. 前記第1切替弁および前記第2切替弁は、共に、サーモスタット弁からなる、請求項2に記載のエンジン冷却装置。   The engine cooling device according to claim 2, wherein both the first switching valve and the second switching valve are thermostat valves.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108843439A (en) * 2018-08-01 2018-11-20 湖南机油泵股份有限公司 A kind of cooling system for vehicle accurately controlled
JP2020133521A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 日立建機株式会社 Work machine

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