JP2000204950A - エンジンの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ラジエータ自体、或いはラジエータファンの容
量を増加させることなく、ラジエータによる冷却水の放
熱量を増加させ、エンジン冷却能力の向上を図る。 【解決手段】冷却水温が高温時は、電磁開閉弁１３によ
りヒータコア８を介装する副循環通路７を遮断し、大部
分の冷却水をラジエータ６を介装する主循環通路２側へ
送る。その結果、ラジエータ６による冷却水の放熱量が
増大し、相対的にエンジン冷却能力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水温が高温時
には副循環通路を遮断し、ラジエータを介装する主循環
通路に冷却水を集中させることで、エンジン本体の冷却
効率を高めるようにしたエンジンの冷却水装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷却水の放熱をラジエータによ
り効率よく行おうとする場合、ラジエータ自体或いはラ
ジエータファンの容量を大型化したり、ラジエータを流
れる冷却水の流量を増加させる等の方法が考えられる。

【０００３】又、冷却水の冷え過ぎを防止する対策とし
ては、ラジエータへ通じる循環通路にサーモスタットバ
ルブを介装し、冷却水温が低温時はサーモスタットバル
ブによりラジエータへ通じる通路を遮断し、ラジエータ
をバイパスするバイパス通路を経て冷却水を循環させる
ことで温度上昇を促す方法が多く採用されている。

【０００４】サーモスタットバルブが全開状態にあると
きの冷却水の流れを制御する方式としては、ボトムバイ
パス方式とインライン方式とがある。ボトムバイパス方
式は、サーモスタットバルブが開弁すると同時にバイパ
ス通路を遮断するもので、例えば実開昭６２−６１９２
４号公報に開示されている。又、インライン方式は、サ
ーモスタットバルブ開弁時にもバイパス通路を遮断せ
ず、冷却水の一部はバイパス通路を流通して循環するよ
うにしたもので、例えば実開昭６２−６９０２７号公報
に開示されている。

【０００５】図４に、従来のエンジンの冷却水装置の一
例を示す。同図に示す冷却水装置は、いわゆるインライ
ン方式であり、冷却水温が上昇してサーモスタットバル
ブ１が開弁すると、冷却水は、主循環通路２に介装され
ているウォータポンプ３の吐出圧力にて循環され、エン
ジン本体４に形成したウォータジャケット５を通過する
際に、エンジン本体４を冷却し、ラジエータ６を通過す
る際に放熱される。又、このとき冷却水の一部は主循環
通路２とは別系統の副循環通路７へも流れて循環され
る。

【０００６】そして、冷却水温が低下し、サーモスタッ
トバルブ１が閉弁すると、主循環通路２が遮断され、冷
却水は副循環通路７側を流れ、ラジエータ６を通ること
なく循環される。

【０００７】副循環通路７にはヒータコア８が介装され
ていると共に、ヒータコア８をバイパスするバイパス通
路９が並列接続されており、冷却水がヒータコア８側及
びバイパス通路９を流れることで、冷却水の放熱を抑制
して冷却水温を上昇させる。

【０００８】そして、冷却水温が上昇し、サーモスタッ
トバルブ１が再び開弁すると主循環通路２を経てラジエ
ータ６へ冷却水が再び流れ込み、所定に冷却される。

【０００９】その結果、冷却水温はサーモスタットバル
ブ１の開閉により所要の温度範囲に収束するように制御
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示す
ように、冷却水は寒冷時に使用するヒータコア８や予熱
等を必要とする加温部位へ供給する熱源として利用され
る。

【００１１】副循環通路７を循環する冷却水はラジエー
タ６により放熱されないため、サーモスタットバルブ１
が全開状態にあるときも副循環通路７を循環する不十分
な放熱状態の冷却水により冷却水全体の温度が高くなっ
てしまい、高水温時ではエンジン本体に対する冷却能力
の低下を招く。

【００１２】そのため、同図に示すように、副循環通路
７にヒートコントロールスイッチに連動するコック１０
を介装し、ヒートコントロールスイッチがＯＦＦのとき
はコック１０を締めてヒータコア８へ流れる冷却水を遮
断し、相対的にラジエータ６を流れる水量を増加させ
て、ラジエータ６による冷却水の放熱量を増大させるよ
うにしている。

【００１３】しかし、ヒータコア８を流れる冷却水を遮
断しても、バイパス通路９を経て循環される冷却水によ
り冷却水全体の水温が高くなってしまうため、高温時に
おけるエンジン本体に対する冷却能力の低下は免れな
い。

【００１４】一方、ボトムバイパス方式の冷却水装置
は、サーモスタットバルブが全開状態のときは、ラジエ
ータをバイパスするバイパス通路が遮断されるため、冷
却水をラジエータ側へ集中させることが可能となるが、
ヒータコア８等の必要加温部を併設する副循環通路を循
環する冷却水は完全には遮断されないため、この副循環
通路を循環する冷却水の水量分だけ、ラジエータによる
冷却水の放熱量が低下し、高温時におけるエンジン本体
の冷却能力が低下してしまう。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑み、ラジエータ自
体、或いはラジエータファンの容量を増加させることな
く、ラジエータによる冷却水の放熱量を増大させて、エ
ンジン本体の冷却能力の向上を図るエンジンの冷却装置
を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１のエンジンの冷却装置は、エンジン本
体を冷却する冷却水を循環させる主循環通路に副循環通
路が接続されており、上記主循環通路にラジエータ、サ
ーモスタットバルブ、ウォータポンプが介装され、上記
副循環通路に必要加温部が併設されており、上記サーモ
スタットバルブが開弁時は上記ラジエータにより冷却さ
れた冷却水にて上記エンジン本体が冷却され、又上記サ
ーモスタットバルブが閉弁時は上記ラジエータに連通す
る通路を遮断するものにおいて、上記副循環通路に上記
サーモスタットバルブが開弁状態で且つ設定温度以上の
高水温時に閉弁動作して上記副循環通路を遮断する開閉
弁が介装されていることを特徴とする。

【００１７】第２のエンジンの冷却装置は、第１のエン
ジンの冷却装置において、前記主循環通路に感温手段が
臨まされており、上記感温手段が前記サーモスタットバ
ルブの開弁温度以上で且つ設定温度以上の冷却水温を検
出したとき前記開閉弁が閉弁動作することを特徴とす
る。

【００１８】第３のエンジンの冷却装置は、第１のエン
ジンの冷却装置において、前記開閉弁がラジエータファ
ンに連動されており、上記ラジエータファンが動作時に
閉弁動作し、該ラジエータファンが停止時に開弁動作す
ることを特徴とする。

【００１９】第４のエンジンの冷却装置は、第１〜第３
の何れかに記載のエンジンの冷却装置において、前記副
循環通路が複数の必要加温部に対応して複数の経路で構
成されており、この各副循環通路の少なくとも１つに前
記開閉弁が介装されていることを特徴とする。

【００２０】すなわち、第１のエンジンの冷却装置で
は、冷却水温がサーモスタットバルブの開弁温度以上で
且つ設定温度以上の高水温に達したとき、開閉弁が閉弁
して副循環通路を遮断し、ラジエータを介装する主循環
通路側へ冷却水を集中させる。その結果、ラジエータに
よる冷却水の放熱量が増加し、エンジン本体に対する冷
却能力が向上する。

【００２１】第２のエンジンの冷却装置では、第１のエ
ンジンの冷却装置において、開閉弁の開閉制御を、主循
環通路に臨ませた感温手段にて検出した冷却水温に基づ
いて行うようにしたので、応答性が良くなる。

【００２２】第３のエンジンの冷却装置では、第１のエ
ンジンの冷却装置において、開閉弁の開閉動作をラジエ
ータファンの動作に連動させるようにしたので、冷却水
温を検出する手段を別途設ける必要が無く、構造の簡素
化を図ることができる。

【００２３】第４のエンジンの冷却装置では、第１〜第
３の何れかに記載のエンジンの冷却装置において、副循
環通路が複数の必要加温部に対応して複数の経路で構成
されている場合、冷却水による加温が一時的に遮断され
てもさほど影響のない必要加温部を併設する副循環通路
に開閉弁を介装することで、ラジエータによる冷却水の
放熱効率の向上と、必要加温部の加温との双方を満足さ
せることが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３の図面に基づい
て本発明の一実施の形態を説明する。図１にエンジンの
冷却装置の全体構成図を示す。

【００２５】同図の符号４はエンジン本体で、このエン
ジン本体４に形成されているウォータジャケット５の流
出口にウォータチャンバ１１が設けられ、このウォータ
チャンバ１１とウォータジャケット５の流入口とに主循
環通路２が循環接続されている。

【００２６】又、主循環通路２の中途にラジエータ６が
介装されていると共に、ウォータジャケット５の流入口
側にウォータポンプ３が介装され、このウォータポンプ
３とラジエータ６との間にサーモスタットバルブ１が介
装されている。尚、符号６ａはラジエータ６に冷却風を
送るラジエータファンである。

【００２７】更に、サーモスタットバルブ１に副循環通
路７の流出口が接続され、この副循環通路７の流入口が
ウォータチャンバ１１に接続されており、この副循環通
路７に必要加温部の一例であるヒータコア８が介装され
ている。

【００２８】尚、サーモスタットバルブ１は開弁開始温
度と全開到達温度とが設定されており、本実施の形態で
は、開弁開始温度が８０〜８５℃、全開到達温度が９５
〜１００℃に設定されている。

【００２９】サーモスタットバルブ１が全閉時は、ラジ
エータ６に通じる主循環通路２のみが遮断され、副循環
通路７はウォータポンプ３に連通された状態が維持され
る。

【００３０】ウォータチャンバ１１には感温手段の一例
である水温センサ１２が臨まされ、又、副循環通路７の
ヒータコア８の下流側に電磁開閉弁１３が介装されてい
る。

【００３１】一方、符号１４は電子制御装置で、水温セ
ンサ１２などの各種センサ類からの出力信号を入力し、
それらのパラメータに基づきラジエータファン６ａ及び
電磁開閉弁１３のＯＮ、ＯＦＦ等を制御する。尚、本実
施の形態では、ラジエータファン６ａは冷却水温が９８
〜１００℃以上でＯＮ動作するように設定されている。

【００３２】電子制御装置１４は電磁開閉弁１３の開閉
制御を行う機能を備えており、この電磁開閉弁１３の開
閉制御は、具体的には、図２に示す電磁開閉弁作動制御
ルーチンに従って処理される。

【００３３】このルーチンでは、先ず、ステップＳ１
で、水温センサ１２の出力信号に基づいて算出した冷却
水温Ｔｗを読み込み、ステップＳ２、ステップＳ３で冷
却水温Ｔｗと低温側設定温度Ｔ１、及び高温側設定温度
Ｔ２とを比較する。図３に示すように、両設定温度Ｔ
１，Ｔ２は、電磁開閉弁１３を開弁状態から閉弁させる
とき、或いは閉弁状態から開弁させるときの制御ハンチ
ングを防止するために設けたものである。

【００３４】そして、ＴＷ＜Ｔ１のときは、ステップＳ
４へ進み、電磁開閉弁１３に対して開信号を出力し、ル
ーチンを抜ける。

【００３５】又、Ｔｗ≧Ｔ２のときは、ステップＳ５へ
進み、電磁開閉弁１３に対して閉信号を出力し、ルーチ
ンを抜ける。

【００３６】更に、冷却水温Ｔｗが、Ｔ１≦Ｔｗ＜Ｔ２
の不感帯域にあるときは、そのままルーチンを抜け、現
在の電磁開閉弁１３の状態を維持する。

【００３７】尚、本実施の形態では、Ｔ１≒９８〜１０
０℃、Ｔ２≒１００〜１０２℃に設定されている。

【００３８】そして、電子制御装置１４から電磁開閉弁
１３に対して開信号に対応する駆動信号が出力される
と、電磁開閉弁１３が開弁動作して副循環通路７を開放
する。又、電子制御装置１４から電磁開閉弁１３に対し
て閉信号に対応する駆動信号が出力されると、電磁制御
弁１３が閉弁動作して副循環通路７を遮断する。

【００３９】その結果、冷却水温Ｔｗが高温側設定温度
Ｔ２以上の高水温に達すると、電磁開閉弁１３が閉弁動
作して副循環通路７を遮断するため、冷却水は主循環通
路２側に集中して流れ、ラジエータ６による冷却水の放
熱量が増加し、その分、エンジン本体４の冷却能力が向
上する。

【００４０】そして、ラジエータ６を通過する際の放熱
により冷却水温Ｔｗが低下されて、低温側設定温度Ｔ１
以下になると、電磁開閉弁１３が開弁し、副循環通路７
が開放されて、副循環通路７を冷却水が再び循環し、ヒ
ータコア８に対する熱源の供給が再開される。

【００４１】本実施の形態によれば、高水温時は、エン
ジン本体４へ供給される冷却水のほぼ全てがラジエータ
６により十分放熱された後のものであるため、同じ冷却
能力を必要とする仕様であれば、ラジエータ６の容量を
相対的に小型化することが可能となり、製造コストの低
減が図れ、又、取付けスペースの小型化による空間の有
効利用を図ることができる。

【００４２】又、ラジエータ６の小型化によりラジエー
タファン６ａの小型化、及び低容量化を実現することが
可能となり、製造コストの低減、低騒音化が実現すると
共に、ラジエータファン６ａの低容量化により、電気負
荷が低減され、その分、燃費の向上を図ることができ
る。

【００４３】又、通常の制御系において読込まれる水温
センサ１２の出力信号をパラメータとして電磁開閉弁１
３の開閉制御を行うようにしたので、大きな設計変更を
伴わずに既存の冷却装置に組み込むことが可能となり、
取扱性が良い。

【００４４】従って、ラジエータ６やラジエータファン
６ａの大型化、高出力化を実施することの難しい車両で
あっても、従来と同等のラジエータ及びラジエータファ
ンの容量を用いた場合には、相対的に冷却能力を高める
ことができるため、エンジン性能の向上を図ることがで
きる。

【００４５】又、冷却水が高温化したときは、電磁開閉
弁１３により副循環通路７を遮断して、大部分の冷却水
を主循環通路２側へ送るようにしたので、高水温時のラ
ジエータ６による冷却水の放熱効率が高くなり、従っ
て、電磁開閉弁１３が開弁状態にある通常時において、
副循環通路７を循環する冷却水により冷却水全体の水温
が上昇した場合であっても、電磁開閉弁１３により副循
環通路７を遮断することで、冷却水温を直ちに低下させ
ることができるため、副循環通路７を循環する冷却水の
流量を十分に確保することが可能となり、夏場における
ラジエータ６の放熱効率の向上と、冬場のヒータ性能向
上との双方を満足させることができる。

【００４６】その結果、ヒータコア８による暖房効率が
向上するため、従来と同等の暖房効率を得ようとする場
合には、相対的にヒータコア８を小型化することが可能
となり、ヒータコア８に併設するブロワファンの小型
化、低回転化が実現でき、電気負荷の低減、低騒音化、
取付けスペースの小型化を実現することができる。

【００４７】尚、本発明は上記実施の形態に限るもので
はなく、例えば電磁開閉弁１３の開閉動作をラジエータ
ファン６ａに同期させて、ラジエータファン６ａがＯＮ
したとき電磁開閉弁１３を閉弁動作させるようにしても
良く、又、ラジエータファン６ａが主循環通路２に介装
されている水温スイッチによりＯＮ、ＯＦＦ動作される
ものでは、電磁開閉弁１３の動作を水温スイッチを感温
手段として開閉動作させることで、電気回路の簡素化を
図るようにしても良い。

【００４８】又、副循環通路７は１経路に限らず、水温
式オートチョーク部、吸気マニホルドのライザ予熱部、
スロットルボディ等へ冷却水を熱源として供給する複数
の経路で構成されていても良く、この場合、各副循環通
路に電磁開閉弁１３が各々介装されていても良く、或い
は副循環通路を遮断しても併設されている必要加温部に
熱害が発生しない経路にのみ電磁開閉弁１３を介装する
ようにしても良い。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
冷却水温がサーモスタットバルブの開弁温度以上で且つ
設定温度以上の高水温に達すると、開閉弁により副循環
通路が遮断され、大部分の冷却水がラジエータを介装す
る主循環通路側へ送られて、ラジエータによる冷却水の
放熱量が増大するため、ラジエータ自体、或いはラジエ
ータファンの容量を増加させることなく、冷却水による
エンジン本体の冷却能力の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの冷却装置の全体構成図

【図２】電磁開閉弁作動制御ルーチンを示すフローチャ
ート

【図３】電磁開閉弁の開閉タイミングを示す説明図

【図４】従来のエンジンの冷却装置の全体構成図

【符号の説明】

１…サーモスタットバルブ ２…主循環通路 ３…ウォータポンプ ４…エンジン本体 ５…ウォータジャケット ６…ラジエータ ６ａ…ラジエータファン ７…副循環通路 ８…必要加温部（ヒータコア） １２…感温手段（水温センサ） １３…開閉弁（電磁開閉弁） Ｔ１，Ｔ２…設定温度

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン本体を冷却する冷却水を循環させ
   る主循環通路に副循環通路が接続されており、 上記主循環通路にラジエータ、サーモスタットバルブ、
   ウォータポンプが介装され、 上記副循環通路に必要加温部が併設されており、 上記サーモスタットバルブが開弁時は上記ラジエータに
   より冷却された冷却水にて上記エンジン本体が冷却さ
   れ、又上記サーモスタットバルブが閉弁時は上記ラジエ
   ータに連通する通路を遮断するエンジンの冷却装置にお
   いて、 上記副循環通路に上記サーモスタットバルブが開弁状態
   で且つ設定温度以上の高水温時に閉弁動作して上記副循
   環通路を遮断する開閉弁が介装されていることを特徴と
   するエンジンの冷却装置。
2. 【請求項２】前記主循環通路に感温手段が臨まされてお
   り、 上記感温手段が前記サーモスタットバルブの開弁温度以
   上で且つ設定温度以上の冷却水温を検出したとき前記開
   閉弁が閉弁動作することを特徴とする請求項１記載のエ
   ンジンの冷却装置。
3. 【請求項３】前記開閉弁がラジエータファンに連動され
   ており、 上記ラジエータファンが動作時に閉弁動作し、該ラジエ
   ータファンが停止時に開弁動作することを特徴とする請
   求項１記載のエンジンの冷却装置。
4. 【請求項４】前記副循環通路が複数の必要加温部に対応
   して複数の経路で構成されており、この各副循環通路の
   少なくとも１つに前記開閉弁が介装されていることを特
   徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエンジンの冷却
   装置。