JP2001207846A - 液冷式内燃機関の冷却装置 - Google Patents

液冷式内燃機関の冷却装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの負荷状態に応じて、ポンプおよび
送風機両者の組み合わせによる冷却能力を適正化し、両
者による総合的な冷却能力確保と消費動力低減とを両立
させることができる液冷式内燃機関の冷却装置を提供す
る。 【解決手段】 エンジン１００と独立して作動するポン
プ５００と送風機２３０とを有する冷却装置において、
エンジン１００の負荷状態に応じて、制御すべき冷却水
の目標水温Ｔｍａｐと、その目標水温Ｔｍａｐを満たす
ポンプ５００と送風機２３０の作動デューティの組み合
わせをマップ化する。実際の冷却装置においては、目標
水温Ｔｍａｐを満足させながら、ポンプ５００と送風機
２３０を、両者の消費動力の和Ｌｃが略最小になるデュ
ーティでそれぞれ制御する。これにより、常に冷却水の
温度は適正に制御され、冷却装置全体の消費動力を低減
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車載水冷内
燃機関の冷却システムに用いると好適な、液冷式内燃機
関の冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の液冷式内燃機関の冷却液の温度を
適正温度に制御するものとして、特開平５−２３１１４
８号公報がある。即ち、図６に示すように、液冷式内燃
機関１００からラジエータ２００に冷却液を循環させる
ラジエータ回路２１０およびバイパス回路３００内に、
液冷式内燃機関１００と独立して作動するポンプ５００
と、流量制御弁４００とが設けられ、ポンプ５００と流
量制御弁４００は、液冷式内燃機関１００の入口液温Ｔ
ｗｉ、出口液温Ｔｗｏ、および液冷式内燃機関１００の
負荷状態に応じて制御手段（電子制御装置）６００によ
り制御されるものである。
【０００３】これにより、暖機時、低負荷時、あるいは
高負荷時等、液冷式内燃機関１００の負荷状態に応じて
ポンプ５００の吐出流量、流量制御弁４００の開度が制
御され、冷却液の温度を適正化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置では、例えば内燃機関の高負荷時においては、冷却液
の温度を下げる方向に制御されるため、流量制御弁４０
０の開度およびポンプ５００のデューティ（回転数）を
上げて、ラジエータ２００内を流れる冷却液の流量を増
加させ、放熱能力を上げてやることになる。一般にラジ
エータ流量の変化量に対するラジエータ２００の放熱能
力の変化量はラジエータ流量が増加するほど、小さくな
る。このため冷却液の温度を低下させるべく、ラジエー
タ流量を増加させても、ラジエータ流量の増加量に比べ
て放熱能力が上がらないので、冷却液をラジエータ２０
０に循環させるのに必要なポンプ５００のポンプ仕事
（ポンプ５００の消費動力）に対する冷却能力の比が低
下し、不必要なポンプ仕事が増大してしまう。
【０００５】また、送風機２３０は水温スイッチ２３１
により、ＯＮ、ＯＦＦ制御されるのみであり、冷却能力
を適正化するには充分ではない。
【０００６】本発明の目的は、上記点に鑑み、液冷式内
燃機関の負荷状態に応じて、ポンプおよび送風機両者の
組み合わせによる冷却能力を適正化し、両者による総合
的な冷却能力確保と消費動力低減とを両立させることが
できる液冷式内燃機関の冷却装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００８】請求項１に記載の発明では、液冷式内燃機
関（１００）から流出する冷却液を冷却した後、その冷
却された冷却液を前記液冷式内燃機関（１００）に向け
て流出するラジエータ（２００）と、前記液冷式内燃機
関（１００）と独立して作動し、冷却液を循環させるポ
ンプ（５００）と、前記ラジエータ（２００）に空気を
送風する送風機（２３０）と、前記ポンプ（５００）お
よび前記送風機（２３０）の作動を制御する制御手段
（６００）とを有する液冷式内燃機関の冷却装置におい
て、前記制御手段（６００）は、前記液冷式内燃機関
（１００）の負荷に応じた必要冷却能力の組み合わせを
求めると共に、前記ポンプ（５００）および前記送風機
（２３０）の消費動力の和（Ｌｃ）が略最小になるよう
に前記ポンプ（５００）および前記送風機（２３０）を
制御するように構成されることを特徴としている。
【０００９】請求項２に記載の発明では、前記制御手段
（６００）は、前記液冷式内燃機関（１００）の負荷に
基づいて決定される目標液温（Ｔｍａｐ）を求める第１
マップと、前記冷却液の温度を前記目標液温（Ｔｍａ
ｐ）に収束させるための前記ポンプ（５００）および前
記送風機（２３０）の各制御量を求める第２マップとを
有し、前記第２マップで求めた前記各制御量を用いて前
記ポンプ（５００）の吐出流量および前記送風機（２３
０）の送風量を制御すると共に、前記ポンプ（５００）
および前記送風機（２３０）の消費動力の和（Ｌｃ）が
略最小になるようにして、前記冷却液の温度を前記目標
液温（Ｔｍａｐ）にフィードバック制御することを特徴
としている。
【００１０】請求項１および請求項２の発明によれば、
液冷式内燃機関（１００）の負荷状態に応じて、制御す
べき冷却液の温度を決定し、前記ポンプ（５００）およ
び前記送風機（２３０）の必要冷却能力の組み合わせを
求め、常に、冷却液の温度を適正に制御することができ
る。更に、前記ポンプ（５００）および前記送風機（２
３０）の消費動力の和（Ｌｃ）を略最小に制御でき、冷
却装置全体の消費動力を低減できる。
【００１１】また、請求項３に記載の発明のごとく、前
記液冷式内燃機関（１００）の負荷状態に応じて、流量
制御弁（４００）の開度を制御して、前記ラジエータ
（２００）内を流れる冷却液の流量を増減することによ
り、更に、冷却装置全体の消費動力を低減できる。
【００１２】尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。
【００１３】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る液冷式内燃機関の冷却装置を車両走行用の
水冷式内燃機関に適用したものであり、図１は冷却装置
全体の模式図を示したものである。
【００１４】ラジエータ２００は、液冷式内燃機関（以
下、エンジンと呼ぶ。）１００内を循環する冷却水を冷
却する熱交換器であり、このラジエータ２００には空気
を送風する送風機２３０が設けられている。この例では
送風機２３０はラジエータ２００側より空気を吸い込む
タイプであり、また、送風機２３０の駆動モータは制御
量としてのデューティを可変して回転数を連続的に可変
でき、送風量を調整できる出力可変タイプである。デュ
ーティの増減に伴って送風機２３０の消費動力も増減す
る。エンジン１００とラジエータ２００との間は冷却水
が循環するラジエータ回路２１０で連結されている。ま
た、エンジン１００から流出する冷却水をラジエータ２
００を迂回させてラジエータ回路２１０のうちラジエー
タ２００の流出口側に冷却水を導くバイパス回路３００
が設けられている。そして、バイパス回路３００とラジ
エータ回路２１０との合流部位２２０には、ラジエータ
２００内を流通する冷却水の流量（以下、この流量をラ
ジエータ流量Ｖｒと呼ぶ。）と、バイパス回路３００内
を流通する冷却水の流量（以下、この流量をバイパス流
量Ｖｂと呼ぶ。）とを制御する流量制御弁４００が設け
られており、この流量制御弁４００より冷却水流れ下流
側（エンジン１００側）には、エンジン１００と独立し
て作動し、冷却水を循環させる電動ポンプ（以下、ポン
プと呼ぶ。）５００が設けられている。このポンプ５０
０は、上記送風機２３０と同様に、制御量としてのデュ
ーティを可変して回転数を連続的に可変でき、吐出流量
を調整できる出力可変タイプである。デューティの増減
に伴ってポンプ５００の消費動力も増減する。
【００１５】ここで、流量制御弁４００は、モータによ
り開閉するバルブが内部に設けられており、バルブ開度
θを可変することにより、ラジエータ流量Ｖｒとバイパ
ス流量Ｖｂが分配される。即ち、バルブ開度θが０％の
時、ラジエータ流量Ｖｒは０、バイパス流量Ｖｂが最大
となり、バルブ開度θが１００％でラジエータ流量Ｖｒ
が最大、バイパス流量Ｖｂが最小になるものである。
【００１６】また、ポンプ５００、送風機２３０および
流量制御弁４００を制御する電子制御装置（以下ＥＣＵ
と呼ぶ。）６００が設けられており、このＥＣＵ６００
には、エンジン１００の吸気管内の圧力（以下、吸気圧
と呼ぶ。）Ｐａを検出する圧力センサ６１０（圧力検出
手段）、エンジン１００の回転数Ｎｅを検出する回転セ
ンサ６２４（回転数検出手段）、車両の走行速度（以
下、車速と呼ぶ。）Ｖｖを検出する車速センサ６２５
（速度検出手段）、外気温Ｔａを検出する外気温センサ
６２６（温度検出手段）、ポンプ５００に流入する冷却
水の水温Ｔｐを検出する水温センサ６２１（温度検出手
段）、流量制御弁４００のバルブ開度θを検出するポテ
ンショメータ４２４（開度検出手段）および空気調和装
置７００からの検出信号が入力されており、ＥＣＵ６０
０はこれらの信号に基づいて、後述するマップ制御を行
い、ポンプ５００、送風機２３０および流量制御弁４０
０を制御する。また、ＥＣＵ６００には各種センサ６１
０、６２４、６２５、６２６、６２１および空気調和装
置７００からの検出信号に基づいて読み込まれた目標水
温Ｔｍａｐ（後述する。）の読み込み回数Ｎをカウント
するカウンタ（図示しない。）が設けられている。
【００１７】次に、本実施形態の作動を図２に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。
【００１８】車両のイグニッションスイッチ（図示せ
ず）が投入されると、ＥＣＵ６００に電源が投入されＥ
ＣＵ６００が作動する。まず、ステップＳ５０で、カウ
ンタがリセットされ、読み込み回数Ｎは０となる。ステ
ップＳ１００で、各種センサ６１０、６２４、６２５、
６２６、６２１および空気調和装置７００の検出信号を
読み込む。エンジン１００の負荷は、冷却水の水温Ｔｐ
に影響を及ぼすものとして、主に吸気圧Ｐａと車速Ｖｖ
をパラメータとして検出される。両パラメータが大きい
ほどエンジン１００の負荷は大きいものとなる。
【００１９】ステップＳ１１０で、図３に示す第１マッ
プを成す水温制御マップから目標水温Ｔｍａｐを読み込
む。水温制御マップは、外気温Ｔａ、空気調和装置７０
０の作動状態、吸気圧Ｐａと車速Ｖｖに応じて制御すべ
き冷却水の水温Ｔｐを予め割り付けたものである。本実
施形態では吸気圧Ｐａと車速Ｖｖとに応じてＴｍａｐ１
〜Ｔｍａｐ４の目標水温が予め割り付けてある。例えば
吸気圧Ｐａが高く（エンジン１００のスロットル弁開度
が大きい状態）、車速Ｖｖが大きいほどエンジン１００
の負荷は高い状態にあり、目標水温Ｔｍａｐを低めの値
になるようにしており、一方、吸気圧Ｐａが低く（スロ
ットル弁開度が小さい状態）、車速Ｖｖも小さくなると
エンジン１００の負荷は低い状態になるため、目標水温
Ｔｍａｐを高めの値になるようにしている。即ち、水温
制御マップ上、Ｔｍａｐ１からＴｍａｐ４に向けて目標
水温値は低い値から高い値になるように割り付けられて
いる。圧力センサ６１０から読み込まれた吸気圧値と車
速センサ６２５から読み込まれた車速値からマップ上で
交叉する点を目標水温Ｔｍａｐとして読み込む。具体的
には、外気温がＴａ１、空気調和装置７００が作動して
いる場合で、吸気圧がＰａ１、車速がＶｖ１とすると目
標水温はＴｍａｐ２となる。
【００２０】ステップＳ１１２で、各種検出信号の読み
込み回数ＮをＮ＋１とする。続くステップＳ１１５で、
読み込み回数Ｎが１か否かを判定し、Ｎが１であればエ
ンジン１００が始動直後であると判定し、ステップＳ１
２０に進む。否と判定した場合は、後述するステップＳ
１２０での処理は不要のため、ステップＳ１３０に進
む。
【００２１】ステップＳ１２０で、図示しないマップか
ら初期値として、ポンプ５００と送風機２３０との基本
デューティを決定し、ポンプ５００および送風機２３０
を作動させる。ポンプ５００のデューティが大きいほど
ポンプ回転数は上昇してラジエータ回路２１０内を流れ
る冷却水の流量は大きくなり、ポンプ５００自身の消費
動力も大きくなる。同様に、送風機２３０のデューティ
が大きいほど送風機回転数は上昇してラジエータ２００
に送風する送風量は大きくなり、送風機２３０自身の消
費動力も大きくなる。
【００２２】ステップＳ１３０で、水温センサ６２１で
検出されるラジエータ回路２１０内の冷却水の水温Ｔｐ
が、目標水温Ｔｍａｐを基準とする所定範囲内（本実施
形態では、目標水温を基準として±２度の範囲）にある
か否かを判定し、水温Ｔｐが所定範囲内にないときは、
冷却装置の冷却能力を適正化し、水温Ｔｐを目標水温Ｔ
ｍａｐに調整するため、ステップＳ１８０に進む。
【００２３】ステップＳ１８０で更に、水温Ｔｐが目標
水温Ｔｍａｐより高いか否かを判定し、高い場合は、ス
テップＳ１９０で、まず冷却装置の消費動力を増加させ
ずに水温Ｔｐを下げるために、流量制御弁４００を優先
作動させてそのバルブ開度θを所定量大きくする。これ
により、ラジエータ流量Ｖｒが増加し、ラジエータ２０
０の放熱能力を上げることで水温Ｔｐを下げる。ステッ
プＳ２００で、バルブ開度θが１００％か否かを判定
し、１００％に達していれば、ステップＳ２１０で、ポ
ンプ５００および送風機２３０のデューティを所定量変
更して、ポンプ５００および送風機２３０の回転数を変
化させる。この場合、水温Ｔｐを下げるために、ポンプ
５００のデューティを上げポンプ回転数を上昇させて吐
出流量を増加させ、また送風機２３０のデューティを上
げ送風機回転数を上昇させて送風量を増加させる方向に
制御される。ステップＳ２００で、バルブ開度θが１０
０％に達していない場合は、ステップＳ１９０で、開か
れたバルブ開度θが維持される。
【００２４】一方、ステップＳ１８０で、水温Ｔｐが目
標水温Ｔｍａｐよりも高くない、即ち低いと判定された
場合は、ステップＳ２２０に進み、まず冷却装置の消費
動力がより少なくて済むように、ポンプ５００および送
風機２３０を優先作動させてそのデューティを所定量変
更し、ポンプ５００および送風機２３０の回転数を変化
させる。この場合、水温Ｔｐを上げるために、ポンプ５
００のデューティを下げポンプ回転数を低下させて吐出
流量を減少させ、また送風機２３０のデューティを下げ
送風機回転数を低下させて送風量を減少させる方向に制
御される。ステップＳ２３０で、ポンプ５００および送
風機２３０のデューティが最小値に達したか否かを判定
し、最小値に達した場合は、更に、ステップＳ２４０
で、流量制御弁４００のバルブ開度θを所定量下げ、ラ
ジエータ流量Ｖｒを減少させ、ラジエータ２００の放熱
能力を下げることで水温Ｔｐを上げる。ステップＳ２３
０で、ポンプ５００および送風機２３０のデューティが
最小値に達していない場合は、ステップＳ２２０で、制
御されたポンプ５００と送風機２３０のデューティが維
持される。そして、ステップＳ２００、Ｓ２１０、Ｓ２
３０、Ｓ２４０は、ステップＳ１００に戻ることを繰り
返すことにより、水温Ｔｐが目標水温Ｔｍａｐに収束す
るようにフィードバック制御される。
【００２５】上記水温Ｔｐのフィードバック制御によ
り、ステップＳ１３０で、水温Ｔｐが目標水温Ｔｍａｐ
の所定範囲内になったと判定されると、ステップＳ１４
０に進み、図４に示す第２マップを成す動力制御マップ
に基づき、ポンプ５００と送風機２３０との両者の消費
動力の和Ｌｃが略最小になるようにポンプ５００と送風
機２３０のそれぞれに対応するデューティを決定し、ポ
ンプ５００および送風機２３０を作動させる。
【００２６】動力制御マップは、外気温Ｔａ、空気調和
装置７００の作動状態毎に作成されており、エンジン１
００の負荷状態に応じて、その時の目標水温Ｔｍａｐを
満足するポンプ５００と送風機２３０との作動デューテ
ィの組み合わせを示し、その中で、両者の消費動力の和
Ｌｃが略最小になる点、Ｌｃｍｉｎを導き出すものであ
る。これは、ポンプ５００および送風機２３０が、エン
ジン１００と独立して個々に作動可能なことを生かし、
両者の組み合わせによる総合的な冷却能力と消費動力と
に着目したものである。即ち、図５に示すように、ポン
プ５００の消費動力は、当然ながら流量を増加させるほ
ど増加するのに対して、あるエンジン負荷Ａにおいて水
温ＴｐＡにするための送風機２３０の消費動力は、ポン
プ５００とは逆に、流量が多い領域ほど送風機２３０の
消費動力は少なくて済むことが得られた。例えば、流量
ａ点でポンプ５００および送風機２３０が作動しており
水温ＴｐＡを維持していたとして、ポンプ５００の流量
をｂ点に増加させたとすると（ポンプ５００の消費動力
も矢印ｄのように増加する。）、ラジエータ流量Ｖｒは
増加し、ラジエータ２００の放熱能力が上がるため、水
温ＴｐＡを維持するには、その分送風機２３０の送風量
は減少させてやればよく、消費動力は矢印ｅのように下
がることになる。このように、水温ＴｐＡを一定に保つ
ためのポンプ５００の消費動力特性と送風機２３０の消
費動力特性とを合わせると両者の消費動力の和Ｌｃとし
て流量ｃ点で極小値（この点がＬｃｍｉｎである。）を
有する特性が得られる。
【００２７】上記消費動力の和Ｌｃの特性線図より、図
４に示す動力制御マップは作成されており、エンジン１
００の負荷をパラメータとし、各パラメータ毎に消費動
力の和Ｌｃが略最小になる点、Ｌｃｍｉｎを示してい
る。本実施形態として、負荷１〜負荷５をパラメータと
し、各負荷における最小値Ｌｃｍｉｎ１〜Ｌｃｍｉｎ５
を図示した。具体的には、車速Ｖｖ１、吸気圧Ｐａ１に
おけるエンジン１００の負荷を負荷３とし、目標水温Ｔ
ｍａｐ２を満足させ、且つ消費動力の和Ｌｃが略最小に
なる点、Ｌｃｍｉｎ３が得られる。（同一線図上でＬｃ
ｍｉｎ３から遠ざかるほど消費動力の和Ｌｃは大きくな
る。）ステップＳ１４０で、ＥＣＵ６００は、このＬｃ
ｍｉｎ３に対応するポンプデューティＤｐと送風機デュ
ーティＤｓをそれぞれポンプ５００と送風機２３０に与
え、作動させる。
【００２８】以上の構成および作動により、エンジン１
００の負荷状態に応じて、制御すべき水温（目標水温Ｔ
ｍａｐ）が決定され、ポンプ５００と送風機２３０との
適正な作動状態の組み合わせができ、常に、冷却水の温
度を適正に制御することがでる。更に、ポンプ５００お
よび送風機２３０の消費動力の和Ｌｃが略最小になるよ
うに制御でき、冷却装置全体の消費動力を低減できる。
【００２９】尚、エンジン１００の負荷を検出するパラ
メータとして、本実施形態では吸気圧Ｐａ、車速Ｖｖを
用いたが、冷却水温Ｔｐに影響を及ぼすようなエンジン
状態および車両の走行状況を示すパラメータであれば、
例えばエンジン１００の回転数やスロットル弁開度や吸
入空気量などのパラメータも利用できる。
【００３０】また、本実施形態では、電動式ポンプを前
提に構成説明したが、油圧式ポンプでも同様の効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態を示す冷却装置全体の模式図であ
る。
【図２】冷却装置の制御フローチャートである。
【図３】目標水温Ｔｍａｐを求める水温制御マップであ
る。（第１マップ）
【図４】ポンプと送風機のデューティを求める動力制御
マップである。（第２マップ）
【図５】ポンプと送風機の消費動力の和Ｌｃを示すグラ
フである。
【図６】従来技術を示す冷却装置全体の模式図である。
【符号の説明】
１００ エンジン（液冷式内燃機関） ２００ ラジエータ ２１０ ラジエータ回路 ２２０ 合流部 ２３０ 送風機 ３００ バイパス回路 ４００ 流量制御弁 ４２４ ポテンショメータ ５００ 電動ポンプ（ポンプ） ６００ ＥＣＵ（電子制御装置） ６１０ 圧力センサ ６２１ 水温センサ ６２４ 回転センサ ６２５ 車速センサ ６２６ 外気温センサ ７００ 空気調和装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液冷式内燃機関（１００）から流出する
    冷却液を冷却した後、その冷却された冷却液を前記液冷
    式内燃機関（１００）に向けて流出するラジエータ（２
    ００）と、 前記液冷式内燃機関（１００）と独立して作動し、冷却
    液を循環させるポンプ（５００）と、 前記ラジエータ（２００）に空気を送風する送風機（２
    ３０）と、 前記ポンプ（５００）および前記送風機（２３０）の作
    動を制御する制御手段（６００）とを有する液冷式内燃
    機関の冷却装置において、 前記制御手段（６００）は、前記液冷式内燃機関（１０
    ０）の負荷に応じた必要冷却能力の組み合わせを求める
    と共に、前記ポンプ（５００）および前記送風機（２３
    ０）の消費動力の和（Ｌｃ）が略最小になるように、前
    記ポンプ（５００）および前記送風機（２３０）を制御
    するように構成されることを特徴とする液冷式内燃機関
    の冷却装置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段（６００）は、前記液冷式
    内燃機関（１００）の負荷に基づいて決定される目標液
    温（Ｔｍａｐ）を求める第１マップと、 前記冷却液の温度を前記目標液温（Ｔｍａｐ）に収束さ
    せるための前記ポンプ（５００）および前記送風機（２
    ３０）の各制御量を求める第２マップとを有し、 前記第２マップで求めた前記各制御量を用いて前記ポン
    プ（５００）の吐出流量および前記送風機（２３０）の
    送風量を制御すると共に、 前記ポンプ（５００）および前記送風機（２３０）の消
    費動力の和（Ｌｃ）が略最小になるようにして、 前記冷却液の温度を前記目標液温（Ｔｍａｐ）にフィー
    ドバック制御することを特徴とする請求項１に記載の液
    冷式内燃機関の冷却装置。
  3. 【請求項３】 前記液冷式内燃機関（１００）から流出
    する冷却液を前記ラジエータ（２００）を迂回させてこ
    のラジエータ（２００）の流出口側に導くバイパス回路
    （３００）と、 このバイパス回路（３００）を流通する冷却液のバイパ
    ス流量（Ｖｂ）および前記ラジエータ（２００）を流通
    する冷却液のラジエータ流量（Ｖｒ）を制御する流量制
    御弁（４００）とを有し、 前記液冷式内燃機関（１００）の負荷に応じて、前記流
    量制御弁（４００）の開度を制御することを特徴とする
    請求項１または請求項２に記載の液冷式内燃機関の冷却
    装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014202106A (ja) * 2013-04-02 2014-10-27 株式会社山田製作所 電動ウォーターポンプの制御装置
CN114458437A (zh) * 2022-03-10 2022-05-10 潍柴动力股份有限公司 一种水泵控制方法及装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7182048B2 (en) * 2002-10-02 2007-02-27 Denso Corporation Internal combustion engine cooling system
DE10336599B4 (de) * 2003-08-08 2016-08-04 Daimler Ag Verfahren zur Ansteuerung eines Thermostaten in einem Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors
US7421983B1 (en) * 2007-03-26 2008-09-09 Brunswick Corporation Marine propulsion system having a cooling system that utilizes nucleate boiling
US8430068B2 (en) * 2007-05-31 2013-04-30 James Wallace Harris Cooling system having inlet control and outlet regulation
FR2944238B1 (fr) * 2009-04-09 2011-05-06 Renault Sas Dispositif de refroidissement pour vehicule automobile
DE112010005367B4 (de) * 2010-03-09 2017-12-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Maschinenkühlvorrichtung
CN103282623B (zh) * 2010-12-24 2016-01-20 丰田自动车株式会社 车辆及车辆的控制方法
US9416720B2 (en) 2011-12-01 2016-08-16 Paccar Inc Systems and methods for controlling a variable speed water pump
CN105370378A (zh) * 2014-08-18 2016-03-02 株式会社山田制作所 电动水泵的控制装置
DE102014015638A1 (de) 2014-10-22 2016-04-28 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Steuern einer Kühlmittelpumpe und/oder eines Stellventils eines Kühlsystems für eine ...
CN106285907A (zh) * 2016-10-19 2017-01-04 潍柴动力股份有限公司 一种发动机温度的控制方法、装置及系统
US20190093547A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 GM Global Technology Operations LLC Method and system for coolant temperature control in a vehicle propulsion system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5874824A (ja) * 1981-10-29 1983-05-06 Nissan Motor Co Ltd 機関の冷却装置
JPS58124017A (ja) * 1982-01-19 1983-07-23 Nippon Denso Co Ltd エンジンの冷却系制御装置
JP3044502B2 (ja) 1992-02-19 2000-05-22 本田技研工業株式会社 エンジンの冷却系制御装置
EP0557113B1 (en) 1992-02-19 1999-05-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Engine cooling system
JPH05321665A (ja) 1992-05-22 1993-12-07 Suzuki Motor Corp 車両用電動ファン装置
DE19508102C1 (de) * 1995-03-08 1996-07-25 Volkswagen Ag Verfahren zur Regelung eines Kühlkreislaufes eines Verbrennungskraftmotors, insbesondere für Kraftfahrzeuge
JPH0979211A (ja) * 1995-09-12 1997-03-25 Aisin Seiki Co Ltd 車両用冷却システム
DE19719792B4 (de) * 1997-05-10 2004-03-25 Behr Gmbh & Co. Verfahren und Vorrichtung zur Regulierung der Temperatur eines Mediums

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014202106A (ja) * 2013-04-02 2014-10-27 株式会社山田製作所 電動ウォーターポンプの制御装置
CN114458437A (zh) * 2022-03-10 2022-05-10 潍柴动力股份有限公司 一种水泵控制方法及装置

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