發動機冷卻系統及其運轉方法
【技術領域】
[0001]本申請要求2014年12月12日提交的日本專利申請2014-251429的優先權，并將其全部內容并入到本文中。
[0002]本發明涉及發動機冷卻系統的結構及其運轉方法。
【背景技術】
[0003]為了使發動機高效地運轉，需要在發動機起動后將發動機暖機至適當的運轉溫度。作為發動機的暖機方法，以往使用通過停止對發動機進行冷卻的冷卻介質的循環來使發動機的溫度上升的方法。另一方面，也使用通過在發動機的排氣與冷卻介質之間進行熱交換而利用發動機的廢熱對冷卻介質進行加溫從而進行發動機的快速暖機的方法(例如，參照日本專利第4826502號說明書)。
[0004]另外，提出有如下發動機冷卻系統:在連接流路設置彈簧式的溢流閥，該連接流路連接通過發動機的第一冷卻介質流路的發動機下游側與繞過發動機而在廢熱回收器及加熱器芯體中進行循環的第二冷卻介質流路，通過減小冷卻介質栗的流量而使溢流閥關閉，使冷卻介質停止在發動機中流通，從而進行發動機的暖機，在暖機期間存在發動機內部的冷卻介質的溫度沸騰的隱患的情況下、需要增大車室供暖的情況下，通過使冷卻介質栗的流量增加而使溢流閥打開，以使冷卻介質從第一冷卻介質流路通過發動機流向第二冷卻介質流路的加熱器芯體的方式抑制發動機內的冷卻介質的過熱，并且進行控制以滿足車室內的供暖要求(例如，參照日本特開2011-99400號公報)。
[0005]進而，在日本特開2014-1654號公報中，提出取代在日本特開2011-99400號公報所記載的發動機冷卻系統中所使用的彈簧式的溢流閥而應用如下電磁閥，該電磁閥通過施加電壓來減小開度，并通過斷開電壓來增大開度。在該系統中，與冷卻介質栗的流量無關，能夠根據基于發動機的溫度等電磁閥的打開要求而將閥打開，以使冷卻介質從第一冷卻介質流路通過發動機流向第二冷卻介質流路的加熱器芯體的方式抑制發動機內的冷卻介質的過熱，并且進行控制以滿足車室內的供暖要求。
[0006]然而，在使用日本特開2014-1654號公報所記載的發動機冷卻系統的情況下，在發動機的運轉狀況中存在采用在打開設于連接流路的電磁閥后關閉的方法能夠使燃耗良好的情況。例如，采取如下方法能夠降低燃耗:在將發動機間歇停止后冷卻介質溫度降低了某種程度的情況下，將已打開的電磁閥關閉，使冷卻介質停止在發動機內部流通，使得發動機的溫度不會過度降低。另外，為了在以低溫狀態起動發動機之后立即進行高負荷運轉的情況下抑制發動機內的冷卻介質溫度局部上升，在發動機暖機前也將電磁閥打開，但是之后在發動機的暖機結束前成為低負荷運轉的情況下，將暫時打開的電磁閥關閉能夠快速地對發動機進行暖機，能夠降低燃耗。這樣一來，在日本特開2014-1654號公報所記載的發動機冷卻系統中，存在為了降低燃耗而要求根據發動機的運轉狀況將已打開的電磁閥關閉的情況。
[0007]然而，由于日本特開2014-1654號公報所記載的電磁閥形成為冷卻介質朝向使閥芯遠離閥座的方向流動的結構，因此在冷卻介質流動的狀態下，即使對電磁線圈施加電壓，也無法關閉，為了進行關閉，需要暫時停止冷卻介質栗，阻止冷卻介質的流動，在使閥芯落座于閥座后再對電磁線圈施加電壓。因此，在日本特開2014-1654號公報所記載的系統中，例如，若在發動機間歇停止后進行電磁閥的關閉，則為了使電磁閥關閉而需暫時停止冷卻介質栗，存在導致設置于冷卻介質循環回路中的加熱器芯體的功能降低、從車內供暖裝置的鼓風機排出的空氣溫度暫時降低而給駕駛員帶來不適的情況。另外，例如，若在冷起動之后立即從高負荷變為低負荷且根據用于恢復發動機暖機的電磁閥的關閉要求而進行電磁閥的關閉，則存在為了使電磁閥關閉而導致冷卻介質栗停止、廢熱回收器內的冷卻介質沸騰的情況。
[0008]因此，本發明的目的在于在發動機冷卻系統中抑制給駕駛員帶來不適，并且抑制廢熱回收器內的冷卻介質沸騰。
【發明內容】
[0009]本發明的發動機冷卻系統具備:第一冷卻介質循環流路，通過發動機內部；第二冷卻介質循環流路，繞過所述發動機；冷卻介質栗，使冷卻介質在所述第一冷卻介質循環流路、第二冷卻介質循環流路內循環；連接流路，連接所述第一冷卻介質循環流路的發動機出口與所述第二冷卻介質循環流路；電磁閥，配置于所述連接流路，使通過所述發動機而從所述第一冷卻介質循環流路流向所述第二冷卻介質循環流路的冷卻介質流量發生變化；熱交換器，配置于所述第二冷卻介質循環流路；及控制部，進行所述冷卻介質栗的起動停止及所述電磁閥的開閉，所述發動機冷卻系統的特征在于，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在存在所述熱交換器的工作要求的情況下，所述控制部禁止所述電磁閥的關閉。
[0010]在本發明的發動機冷卻系統中，優選為，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在預測為已使所述冷卻栗停止時的通過所述熱交換器而與所述冷卻介質進行熱交換的流體的溫度或溫度變化在預定的第一閾值以上的情況下、或在預測為所述熱交換器內的冷卻介質溫度在預定的第二閾值以上的情況下，所述控制部禁止所述電磁閥的關閉。
[0011]在本發明的發動機冷卻系統中，優選為，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在預測為已使所述冷卻栗停止時的通過所述熱交換器而與所述冷卻介質進行熱交換的流體的溫度或溫度變化小于預定的第一閾值的情況下、或在預測為所述熱交換器內的冷卻介質溫度小于預定的第二閾值的情況下，所述控制部在使所述冷卻介質栗停止之后將所述電磁閥關閉。
[0012]在本發明的發動機冷卻系統中，優選為，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在不存在所述熱交換器的工作要求的情況下，所述控制部在使所述冷卻介質栗停止之后將所述電磁閥關閉。
[0013]在本發明的發動機冷卻系統中，優選為，所述電磁閥是如下的閥:若在所述冷卻介質栗停止期間施加電壓，則保持關閉狀態；若在所述冷卻介質栗驅動期間斷開電壓，則打開。
[0014]在本發明的發動機冷卻系統中，優選為，所述電磁閥包括:外殼，形成有供閥芯落座的閥座；電磁線圈，安裝于所述閥座的冷卻介質入口側的外殼中；及彈簧，朝向所述閥座按壓所述閥芯，所述彈簧的按壓力小于通過驅動所述栗所產生的沿著從冷卻介質入口側朝向冷卻介質出口側的方向而施加于閥芯的力，若在所述冷卻介質栗停止期間對所述電磁線圈施加電壓，則所述閥芯被向冷卻介質入口側吸引而落座于所述閥座并保持關閉狀態，若在所述冷卻介質栗驅動期間斷開所述電磁線圈的電壓，則通過來自冷卻介質入口側的冷卻介質壓力使所述閥芯離開所述閥座而打開。
[0015]在本發明的發動機冷卻系統中，優選為，所述熱交換器配置于比所述第二冷卻介質循環流路與所述連接流路的連接點靠下游的所述第二冷卻介質循環流路。
[0016]本發明的發動機冷卻系統的運轉方法中，所述發動機冷卻系統具備:第一冷卻介質循環流路，通過發動機內部；第二冷卻介質循環流路，繞過所述發動機；冷卻介質栗，使冷卻介質在所述第一冷卻介質循環流路、第二冷卻介質循環流路內循環；連接流路，連接所述第一冷卻介質循環流路的發動機出口與所述第二冷卻介質循環流路；電磁閥，配置于所述連接流路，使通過所述發動機而從所述第一冷卻介質循環流路流向所述第二冷卻介質循環流路的冷卻介質流量發生變化；及熱交換器，配置于所述第二冷卻介質循環流路，所述發動機冷卻系統的運轉方法包括如下步驟:當存在所述電磁閥的關閉要求時，在存在所述熱交換器中的工作要求的情況下，禁止所述電磁閥的關閉。
[0017]在本發明的發動機冷卻系統的運轉方法中，優選為，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在預測為已使所述冷卻栗停止時的通過所述熱交換器而與所述冷卻介質進行熱交換的流體的溫度或溫度變化在預定的第一閾值以上的情況下、或在預測為所述熱交換器內的冷卻介質溫度在預定的第二閾值以上的情況下，禁止所述電磁閥的關閉。
[0018]在本發明的發動機冷卻系統的運轉方法中，優選為，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在預測為已使所述冷卻栗停止時的通過所述熱交換器而與所述冷卻介質進行熱交換的流體的溫度或溫度變化小于預定的第一閾值的情況下、或在預測為所述熱交換器內的冷卻介質溫度小于預定的第二閾值的情況下，在使所述冷卻介質栗停止之后將所述電磁閥關閉。
[0019]在本發明的發動機冷卻系統的運轉方法中，優選為，當存在所述電磁閥的關閉要求時，在不存在所述熱交換器的工作要求的情況下，在使所述冷卻介質栗停止之后將所述電磁閥進行關閉。
[0020]發明效果
[0021]本發明可達到如下的效果:在發動機冷卻系統中，能夠抑制給駕駛員帶來不適并且能夠抑制廢熱回收器內的冷卻介質沸騰。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發明的實施方式的發動機冷卻系統的結構的系統圖。
[0023]圖2是本發明的實施方式的發動機冷卻系統中所使用的電磁閥的關閉狀態的剖視圖。
[0024]圖3是本發明的實施方式的發動機冷卻系統中所使用的電磁閥的打開狀態的剖視圖。
[0025]圖4是表示本發明的實施方式的發動機冷卻系統的發動機冷起動之后的冷卻介質的流動的說明圖。
[0026]圖5是表示本發明的實施方式的發動機冷卻系統的發動機暖機期間的冷卻介質的流動的說明圖。
[0027]圖6是表示本發明的實施方式的發動機冷卻系統的發動機暖機后(常規運轉時)的冷卻介質的流動的說明圖。
[0028]圖7是表示本發明的實施方式的發動機冷卻系統的發動機間歇停止時的電磁閥的開閉與電動冷卻介質栗(EWP)的動作的流程圖。
[0029]圖8是表示本發明的實施方式的發動機冷卻系統的發動機間歇停止之后的冷卻介質的流動的說明圖。
[0030]圖9是表示在本發明的實施方式的發動機冷卻系統中在發動機間歇停止后將冷卻介質溫度降低至預定的溫度時的冷卻介質的流動的說明圖。
[0031]圖10是表示在本發明的實施方式的發動機冷卻系統中在發動機間歇停止后使電動冷卻介質栗(EWP)暫時停止而對電磁閥進行關閉時的冷卻介質的流動的說明圖。
[0032]圖11表示在本發明的實施方式的發動機冷卻系統中在發動機間歇停止后再次起動電動冷卻介質